Bomba de íon (física)

"Bomba de íon" redireciona-se aqui. Para uma proteína que move íons através de uma membrana de plasmática, veja bomba de íons.

Uma bomba de íon (também referido como uma bomba de pulverização catódica de íons[1]) é um tipo de bomba de vácuo capaz de alcançar pressões de 10−11 mbar sob condições ideais.[2] Uma bomba de íon ioniza gases e emprega um forte potencial elétrico, tipicamente 3kV a 7kV, para acelerá-los em um eletrodo sólido. Uma nuvem turbulenta de elétrons produzidos nos vazios das células de Penning inoniza átomos e moléculas do gás de entrada, enquanto eles estão presos em um forte campo magnético. Os íons da nuvem colidem com o cátodo quimicamente ativo induzindo pulverização e então são bombeados por quimissorção que efetivamente os remove da câmara de vácuo, resultando em uma ação de bombeamento efetiva. Gases inertes e mais leves, tais como He e H2 não induzem pulverização efetivamente e são absorvidos por fisissorção. Alguma fração de íons energéticos de gás (incluindo gás que não é quimicamente ativo com o material do catodo) que atingem o catodo de metal roubam um elétron da superfície e da retornam como um átomo neutro. Estes energéticos neutros são refletidos de volta a partir do catodo e capturados como neutros nas superfícies expostas da bomba.[3]

A taxa de bombeamento e a capacidade de tais métodos de captura, é dependente das espécies de gases específicos a ser recolhido e o material do cátodo absorvendo-o. Algumas espécies, como o monóxido de carbono, se ligarão quimicamente à superfície de um material de cátodo. Outros, como o hidrogênio, irão se difundir na estrutura metálica. No exemplo anterior, a taxa de bombeamento pode cair na medida em que o material do cátodo torna-se revestido. E, neste último, a taxa mantém-se fixa pela taxa na qual o hidrogênio se difunde.

Tipos

Existem três tipos principais, o convencional ou bomba de díodo padrão, a bomba de díodo nobre e a bomba de tríodo.[4]

Usos

Bombas de íons são comumente usadas em sistemas de vácuo ultra alto (UHV, do inglês ultra high vacuum), como elas podem atingir pressões finais inferiores a 10−11 mbar.[5] Em contraste com outras bombas de vácuo comum, tais como bombas turbomoleculares e bombas de difusão, bombas de íons não tem partes móveis e não usam óleo, e são consequentemente limpas e de baixa manutenção, e não produzem vibração, o que é um fator importante quando trabalhando com microscópios de sonda por varredura.

Trabalhos recentes sugerem que as espécies que escapam das bombas de íons podem influenciar os resultados de alguns experimentos.[6]

Não pode ser confundida com a compressor de pistão líquido iônico ou a bomba de vácuo de anel líquido.

Referências

  1. ↑ Alexandre Mello de Paula Silva; TECNOLOGIA DE VÁCUO PARA MICROSCOPIA ELETRÔNICA; CBPF
  2. ↑ Varian, Inc - Vaccum Technologies
  3. ↑ Moore, J.H.; Davis, C. C.; Coplan, M.A.; Greer, S. (2003). Building Scientific Apparatus. [S.l.]: Westview Press. ISBN 0813340063 
  4. ↑ The pumping of helium and hydrogen by sputter- ion pumps part II
  5. ↑ «Ion Pumps» (PDF). Varian, Inc. 
  6. ↑ J. Zikovsky, S. A. Dogel, A. J. Dickie, J. L. Pitters, R. A. Wolkow (2009). «Reaction of a hydrogen-terminated Si(100) surface in UHV with ion-pump generated radicals». J. Vac. Sci. Technol. A. 27: 248. doi:10.1116/1.3071944 

Ver também