根据分子束外延设备对真空的要求,需达到10-8Pa的超高真空环境,图10-36中设备真空系统组成如下:
1.前级真空排气系统
前级真空系统是由两个分子筛吸附泵对该设备整机排气,从大气开始排气抽到离子泵开始启动(约10-1Pa),同时兼对高能电子衍射仪的五万伏电子枪进行排气的前级真空排气系统。
前级真空排气系统是由两个各装5kg分子筛(13x和5A各半)的内冷式吸附泵,一个高压力计,一个放气阀,三个可烘烤的金属超高真空阀(其中一个为总阀)以及真空管道组成的。
分子筛对气体的吸附属于物理吸附,过程是可逆的,低温时大量吸气,当温度回升时,又会部分甚至全部放出。此时泵内压力又升高甚至有很大压力,为了安全,在泵的抽气口管道上设置了一个安全阀,当泵内压力大于一个大气压力时则自动打开放气。当然也可作成一个简单的带锥度的橡皮塞子来代替安全阀。但对塞子的位置设计时要特别注意不致使液氮把橡皮塞冷冻而硬化,致使产生漏气的问题。排气方法采用二级抽气,即先用一个分子筛泵由大气开始排气约3min—5min后,再用另一个分子筛泵继续排气。
2.清洁的超高真空主排气系统
超高真空排气系统采用三极溅射离子泵作为辅助泵,钛升华泵作为主泵而获得超高真空10-8Pa。