在指定的空间内 ， 低于一 个大气压力的气体状态统称为真空； 真空状态下气体稀薄程度称为真空度 ， 通常用压力值表示； 1643年 ， 托里拆利( 。

14、E. Torricelli) 做了著名的有关大气压力实 验 ， 发现了真空现象以后 ， 真空技术迅速发展； 现在 ， 人们把相当于毫米水银柱的压强叫做个托里拆利 ，以纪念他的伟大贡献 。
现在 ， 真空技术已经成为一门独立的前言学科 ， 在表面科学、 空间科学高能粒子加速器、微电子学、薄膜技术、冶金工业 以及材料学等领域得到越来越广泛的应用； 压强几个通用单位：mmHg 毫米汞柱 ， mbar 毫巴(=百帕) ，hPa 百帕；关系：1百帕=1毫巴=3/4毫米水银柱 ，在海平面的平均气压 约为1013.25百帕斯卡（760毫米水银 柱） ， 这个值也被称为标准大气压 ； 对应关系： 真空基本概念 CO气体的密度： 大气(11 。

15、03mbar): 2.41019 /cm3； 低真空(10-2mbar): 2.41014 /cm3； 高真空(10-6mbar): 2.41010 /cm3； 超高真空(10-10mbar): 2.4106 /cm3； 平均自由程：=f/n2； f=1/20.5 大气(1103mbar): 0.9410-5 cm； 低真空(10-2mbar): 0.94100 cm； 高真空(10-6mbar): 0.94104 cm； 超高真空(10-10mbar): 0.94108 cm； CO分子:=2.251014/n(cm) 真空的基本特点 在真空中 ， 气体分子密度低 ， 在某些情况下 ， 真空可以近 似地 。

16、看作没有气体“污染”的空间 。
真空中 ， 气体分子或带 电粒子的平均自由程随气体分子的减少而增大： 1. 为气体分子有效直径 ， 对空气分子 ， 其值可取 =0.37 nm ， p为压强 ， T为气体温度 ， k为玻耳兹曼常 数 ， ； 2.例如室温下氮分子的平均自由程在压强为10-9 Torr的时 大于50km； 因此 ， 真空中分子之间碰撞频率很低 ， 分子与固 体表面碰撞的频率极低 。
单位面积上气体分子 碰撞频率与压强p的关系为： p MT 22 105 . 3 式中M和T分别为气体分子的分子量（单位： g）和温度（单位：K） 。
所以 ， 在普通高真空 ， 例如10-6 Torr时 ， 对于 室温下的氮气 ， =4.41014分子/cm2 S 。

17、 ， 如 果每次碰撞均被表面吸附 ， 按每平方厘米单 分子层可吸附51014分子个分子计算 ， 一个 “干净”的表面只要一秒多钟就被覆盖满了； 而在超高真空10-9 Torr 或10-11 Torr 时 ， 由同 样的估计可知“干净”表面吸附单分子层的 时间将达几小时到几十小时之久 。
以前“原子清洁”的固体表面主要通过解理来获得 ， 并且极 其容易被污染； 超高真空可以提供一个“原子清洁”的固体表面 ， 可有足够 的时间对表面进行实验研究； 超高真空的应用 ， 无论在表面结构、表面组分及表面能态等 基本研究方面 ， 还是在薄膜生长等应用研究方面都取得长足 的发展； 为得到超纯的或精确掺杂的镀膜或分子束外延生长晶体创造 了必要 。

18、的条件 ， 促进了半导体器件、大规模集成电路和超导 材料等的发展； 为在实验室中制备各种纯净样品（如电子轰击镀膜、等离子 镀膜等）提供了良好的基本技术 。
真空度的划分 l真空状态下气体稀薄程度称为真空度 ， 通常用压力值 表示； l我国采用SI规定： 1标准大气压(1atm)1.013105Pa(帕)； 1Torr1/760atm1mmHg； 1Torr133Pa； l我国真空区域划分为：粗真空、低真空、高真空、超 高真空和极高真空 。
大气：760Torr )1.013105Pa 低真空：1.0131021.33310-1 Pa 中真空：1.33310-1 Pa1.33310-4 Pa 高真空：1.3 。

19、3310-4 Pa1.33310-7 Pa 超高真空：1.33310-7 真空度的划分 真空的获得 通过高-低泵的组合来获得所需真空； 低真空的获得常采用机械泵 ， 它可以直接在大气压下开始工 作 ， 极限真空度范围一般为1.331.3310-2Pa； 高真空的获得主要采用扩散泵 。
扩散泵利用气体扩散现象来 抽气的 ， 它不能直接在大气压下工作 ， 而需要一定的预备真 空度（1.330.133Pa） ， 极限真空度范围一般为1.3310-5 1.3310-7 Pa； 真空测量 热偶规：Thermocouple Gauge 工作原理：灯丝通过一定电流加热； 气体分子通过碰撞冷却灯丝； 利用热偶测量灯丝温度的变化 ， 并通 。

20、过改变灯丝电压维持灯 丝电流恒定 ， 从而确定气体密度； 热偶规的特点： 工作范围：大气 10-4torr； 价格低廉、方便、快捷、耐用； 真空测量 皮拉尼规：Pirani Gauge 工作原理：灯丝：测量灯丝、参比灯丝； 参比灯丝密封在高真空管中； 通过桥电流的大小测量气体密度(真空度)； Pirani规的特点： 工作范围：大气 10-4torr； 价格低廉、方便、快捷、可靠； 真空测量 离子规：Ion Gauge 工作原理：由灯丝、栅极和离子收集极组成； 灯丝电离气体产生离子； 离子收集极收集离子从而测量气体密度； 离子规的特点： 工作范围：10-4 10-11torr； 灵敏、准确 ， 但灯丝容 。

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标题：晶体生长科学与技术11-2|晶体生长科学与技术1(1-2) 综述( 三 )