VAKUM TEKNOLOJİSİNE GİRİŞ

Vakum Nedir ?  

  Vakum, latin kökenli bir kelime olup vacuus yani boşluk anlamına gelmektedir. Bunun yanında Amerikan Vakum Topluluğunun yapmış oluğu vakum tanımı ise deniz seviyesinde birim hacimdeki gaz moleküllerinin sayısı   2,5 x 10^25 molekül / m³  değerinden düşük olan ortamlar olarak ifade edilmektedir.

Vakum Türleri nelerdir ?

 Vakum’un iki türü vardır bunlar sırasıyla doğal vakum ve yapay vakumdur. Bu kavramları ayrıntılı bir şekilde inceleyecek olursak;

• Doğal Vakum : 22 °C de bulunan ortamda birim hacimdeki gaz moleküllerinin sayısının  kendiliğinden   2,5 x 10^25 molekül / m³  değerinden düşük olan ortamlara denilir.
• Yapay Vakum : 22 °C de bulunan ortamda vakum pompası ile vakumlanarak birim hacimdeki gaz moleküllerinin sayısının      2,5 x 10^25 molekül / m³  değerinden düşük olması sağlanan  ortamlara denilir.

Basınç ve Basınç Birimleri Nelerdir ?

     Basınç ve vakum kavramlarının her ikisi de ortamda var olan molekül miktarını ifade etmek için kullanılır. Fakat bu iki kavramdan basınç daha çok var olan gaz moleküllerinin miktarını betimlerken  vakum kavramı ise gaz moleküllerinin miktarının azaldığını betimler.Yani, basınç değerinin  arttığı ortamda vakum değeri azalır yada basınç değerinin azaldığı ortamda ise vakum değeri artar. Bu kavramlarda dikkat edilecek husus 760 Torr üzerinde ki değerlerde basınç seviyesi ifadesi kullanılırken  bu değerin altındaki değerler için ise vakum seviyesi ifadesi kullanılır.

   Bu iki kavramı açıkladıktan sonra basınç birimlerini irdeleyecek olursak birim tablosuna dikkat edilirse örnek olarak ,1 bar = 1×10^5 Pa  değerini tablodan çıkartabiliriz. Burada Pascal => Pa =N/m² (N=Newton , m=metre) ifade etmektedir. Vakum çalışmalarında birim olarak Torr veya Paskal ile çalışılır.

Neden Vakum ?

       Atmosferde bulunan ve yaşamamız için gerekli alan gazlardan bazıları fiziksel ve kimyasal işlemlerin gerçekleştirildiği ortamlarda sorun yaratabilir.Bu durumu birkaç örnek ile açıklayacak olursak;

• Safsızlığın önemli olduğu bazı yarıiletken malzemelerin(Entegre,Chip..) üretimi sırasında ortamda istenmeyen türden atomların bulunması malzemenin safsızlığını dolayısıyla elektronik özelliklerini olumsuz yönde etkiler. Bu sebepten bu tür malzemelerin üretimi sırasında ortam vakumlanarak malzeme içerisine girebilecek istenmeyen atomların sayısı azaltılarak malzemenin daha saf elde edilmesi sağlanır.
• İnce film büyütme tekniğinde eğer işlem yapılacak ortam vakuma alınmadan yani atmosfer altında yapılacak olursa işlem sırasında ısıtılarak buhar haline getirilen  metal atomları hedefe giderken ortamda bulunan birçok atom ve moleküle çarparak kinetk enerjilerini kaybederler ve hedefe etkin bir şekilde ulaşamayarak istenilen metal büyütme işlemi gerçekleştirilemez.
• Yüksek enerji fiziğinde de vakumlu ortam zorunluluktur.Eğer bu ortam oluşturulmadan yüksek enerji fiziğine ait deneysel çalışmalar yapılır ise  kilometrelerce uzunlukta ve çapta bulunan dairesel parçacık hızlandırıcılarda hızlandırılan çok yüksek kinetik enerjiye sahip parçacıklar ortamda bulunan atom ve moleküllere çarparak hem kinetik enerjileri azalır hemde hareket yörüngelerinden saparak hatalı deneysel sonuçların elde edilmesine neden olur.

Yararlanılan Kaynaklar

1. Introduction to the princibles of vacuum physics ( Niels Marquardı)
2. Handbook of vacuum science and technology  (Bawa Singh, John H. Thomas,Doroty M. Hoffman)
3. Fundemantals of vacuum technology (Dr. Walter Umrath)