Es gibt mehrere Bezeichnungen für Wellenlängen unterhalb des Ultravioletten. Aufgrund der Absorption der Luft bis auf wenige Nanometer und der Notwendigkeit, einen Teil des Umweltexperiments zu evakuieren, wird dieser Spektralbereich als Vakuumultraviolett (VUV) bezeichnet.
Die VUV-Bereiche sind von "oberhalb" dem ultravioletten (UV-)Spektralbereich (ab 200 nm) und der langwelligen Seite der darunterliegenden Hard-X-Ray-Region (etwa 1 nm) umgeben.
Drei Hauptregionen bilden die Vakuum-Ultraviolett-Domäne:
Diese Domänen haben ihre eigenen physikalischen Bedeutungen:
Die Fernstrahlung, die bei etwa 120 nm endet, entspricht der natürlichen Barriere der Strahlungsdurchlässigkeit durch jedes Fenstermaterial. Die geringe Reflektivität der Optik bei weichen Röntgenstrahlen erfordert den Einsatz großer Abweichungswinkel von bis zu 170° (extrem niedrige Streifwinkel).
Abb. 1: Vakuum-Ultravioletter Bereich
Wenn ultraviolette Vakuumstrahlung von den meisten Gasen der Atmosphäre blockiert wird, können sie teilweise durch transparentes Gas wie Stickstoff, Wasserstoff oder vollständig durch ein Vakuum ausbreiten. Daher erfordert die VUV-Analyse Vakuumtechnologien vom Hochvakuumniveau (~10–6 mbar, 10–4 Pa) bis zum Ultrahochvakuum (~10–9 mbar, 10–7Pa).
Energie
Die Energie E, die Frequenz n und die Wellenlänge λ von a
Photonen sind verwandt durch:
E = hν = hc/λ
Elektronenvolt-Umwandlung: E (eV) = 1240/ λ (nm)
Vakuum- und Vakuumeinheiten
Die Qualität des Vakuums hängt von der Menge der Teilchen ab, die in einem System verbleiben.
Die durchschnittliche Strecke, die Gasmoleküle vor Kollisionen zurücklegen, charakterisiert das Vakuumniveau. Die Vergrößerung dieser Entfernung durch Pumpen der Kammern verbessert die Qualität des Vakuums.
Druck
Das Internationale Einheitensystem (SI) des Drucks ist der Pascal (Pa), gleich einer Kraft von 1 N/m², aber die CGS-Einheit namens Bar (Bar) wird ebenfalls größtenteils verwendet. Der Vakuumdruck kann auch in Torrs (Torr) oder in Atmosphären (Atm) gemessen werden. Für Umrechnungen bevorzugen Profis Einheiten wie Millibar (mbar) und hektoPascal (hPa), die die einfachste Möglichkeit sind, diese Einheiten in Torrs mit einem ungefähren Faktor umzurechnen. Die folgenden Annäherungen für die Einheitenumrechnung werden allgemein akzeptiert.
Vakuumbereich
Niedriges (grober) Vakuum Atmosphärendruck bis 1 mbar
Mittleres Vakuum 1 bis 10–3 mbar
Hochvakuum (HV) 10-3 bis 10-8 mbar
Ultrahochvakuum (UHV) 10-8 bis 10-12 mbar
Extrem hoher Vakuum (EHV) Weniger als 10–12 mbar
Hochvakuum (HV)
Ein Hochvakuumniveau von etwa 10-5 bis 10-6 mbar (10-3 bis 10-4 Pa) ist für die meisten VUV-Anwendungen ausreichend, die für die Abscheidung von Dünnschichten, Halbleitern, die meisten Charakterisierungen durch Reflektanz- oder Absorptionsmethoden sowie spektrale Emissionen ... wobei ein nicht-striktes Vakuum anvisiert wird, was einen freien Durchgang von Licht, Teilchen und Elektronen lässt.
Ultrahochvakuum (UHV)
Das Ultra-Hochvakuum ist stärker auf Forschungsbereiche wie Fusionsstudien, Elektronenwissenschaften, Freielektronenlaser oder Synchrotronen ausgerichtet, wobei Kontaminationen mit Restgasmolekülen in den Experimenten ein Problem darstellen können – das sind gute Beispiele.
