Ž? _ ß Ã Å7 _­ Ž ­ Ž ü m Ç € ¾w Š à à ŠŒ Ÿ « “ Ó ÞM 5 8 ý H 2 ” ¼ Ä Z Ø° q; c å ¾ ˔ X ¢ Ž ì ŏ Œ

­

Ž? _ ß Ã Å7 _­ Ž ­ Ž ü m Ç € ¾w Š à à ŠŒ Ÿ « “ Ó ÞM 5 8 ý H ₂ ” ¼ Ä Z Ø°  q; c å ¾ ˔ X ¢ Ž ì ŏ Œ

ý

—

¡Š û B¬ £ ^∗ ·  ™ »ø ¶ Ba : @ · , > ÷ 7 Bg ` @ · + ä   ¢ 9é s

ô 

Dz D G ³ ðï  r õ † < ƃ  ½ ¨" é ¶ Ó ü t o ³ ðï  r  Ò, @ /„   305-600

Ichiro Arakawa

Department of Physics, Gakushuin University, Tokyo, Japan (2003¸   7 Z 4 9{ 9  ~ Ã Î6 £ §)

H

2

  H “ ¦“ : r_  Ï ã L l õ & ñ \ " f• ¸ ~ 1 >  C l ÷ &t  · ú §“ ¦ $ “ : r ³ ð€  \ • ¸ ¸ ú ˜ f  ¨‚ à Ì÷ &t  · ú §Ü ¼Ù ¼– Ð œ í“ ¦”  / B N s


 F G “ ¦”  / B N \  • ¸² ú ˜ €   Û ¼_ …“  Y UÛ ¼ Û ¼ 9  6   x l ? /_  l ^ ‰  Òì  r· ú š“ É r @ / Òì  r H

2

s  . ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f  H H

2

 Òì  r· ú š    o\  ¦ › ' a¹ 1 Ï l  0 A # Œ Û ¼_ …“  Y UÛ ¼ Û ¼ 9  304– Ð / B N ) a ”  / B N6   x l \  Stabil-s “ : r > s t \  ¦ Â

҂ Ã Ì “ ¦ 320

^◦

C  t _  6   x l _  Ï ã L l , > s t _  » 1 ÏÛ ¼, Õ ªo “ ¦ 70 K $ “ : r © œI  1 p x \ " f  Ž Ø  ¦ ) a l ^ ‰\  ¦ ï

ß –À Ól ^ ‰ì  r$ 3 l – Ð 8 £ ¤& ñ % i  . z  ´+ « >  õ  10

⁻⁷

Pa ˜ Ð  ± ú “ É r · ú š§ 4 \ " f_  ï ß –À Ól ^ ‰  H @ / Òì  r s  H

2

e ” 

`

 ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  .

PACS numbers: 07.03.K, 07.03.D

Keywords: H

2

, œ í“ ¦”  / B N,  Òì  r· ú š, \ P 6 £ §F G „  o  ”  / B N > s t 

I. " e  ] Ø

Û

¼_ …“  Y UÛ ¼ Û ¼ 9 – Ð / B N ) a œ í“ ¦”  / B N(ultrahigh vac- uum, UHV) s 
 F G “ ¦”  / B N(extreme high vacuum, XHV) 6

 

x l  ? /_  ï ß –À Ól ^ ‰  H @ / Òì  r à º™ è(hydrogen, H

2

)e ” s 

´ ú

§“ É r  | à Ð[ þ t \  _ K  ƒ  ½ ¨÷ &% 3  .   " f UHV
 XHV\ 

•

¸² ú ˜ l  0 AK " f  H H

2

\  ¦ ×  ¦ s  
 ] j  l  0 Aô  Ç ƒ  ½ ¨

 ‚  ' Ÿ ÷ &# Q  ô  Ç . ”  / B N6   x l ? /_  H

₂

\  ¦ ×  ¦ s l  0 AK " f Ä

º‚   H

₂

_  † < ÊÄ »| ¾ Ós   Œ •“ É r F « Ñ\  ¦ ‚  × þ ˜K   “ ¦ Šҁ    © œ u

– Ð =  G € 9 כ ¹ô  Ç > 8 £ ¤ l 
 ì Á šÚ Ô 1 p x`  ¦ ‚  & ñ ½ + É M : 0 p x €   H

₂

s » 1 Ï| ¾ Ós   Œ •“ É r  כ `  ¦ ‚  × þ ˜K   ô  Ç  [1]. s  ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð

•

¸ 6   x l ? /_  H

₂

\  ¦ ] j ½ + É Ã º \ O Ü ¼Ù ¼– Ð 6   x l , > 8 £ ¤ l , ì Á š Ú

Ô 1 p x`  ¦ “ ¦“ : r Ü ¼– Ð Ï ã L l (bake-out)\  ¦  
 6   x l  ? /# 4 `  ¦

„ 

K  ƒ    # Œ p o  H

2

\  ¦ ] j   
 H

2

_  s » 1 Ï`  ¦ ~ ½ Ót 

l  0 A # Œ ³ ð€  `  ¦ ~ à Ì} Œ •Ü ¼– Ð 7 £ x‚ Ã Ì # Œ W = l • ¸ ô  Ç .

œ

í“ ¦”  / B N s 
 F G “ ¦”  / B N \ " f H

2

_   Òì  r· ú š 8 £ ¤& ñ “ É r \ P 6 £ § F

G „  o  ”  / B N > s t (hot cathode ionization gauge)
 ï ß – À

Ól ^ ‰ì  r$ 3 l (residual gas analyzer, RGA)_  € 9  F ' pà Ô

\

" f Ò q t$ í ÷ &  H electron stimulated desorption(ESD) ‰ & ³



© œ M :ë  H \  ~ 1 t  · ú §  [2].   " f F G “ ¦”  / B N_  & ñ S X ‰ô  Ç 8 £ ¤

&

ñ `  ¦ 0 A # Œ ESD s “ : r`  ¦ l ^ ‰  © œ(gas phase) s “ : r õ  ì  r o

   H ƒ  ½ ¨ > 5 Å q ÷ &“ ¦ e ” Ü ¼ 9, s  s “ : r[ þ t_  ì  r o   H ¿ º

∗

E-mail: [email protected]

s

“ : r[ þ t_  œ íl  î  r1 l x \  -t    É r  כ `  ¦ s 6   xô  Ç  [3]. Õ ª



Q
  f ”  t • ¸ XHV · ú š§ 4 8 £ ¤& ñ \ " f ESD s “ : r \  _ ô  Ç 8

£

¤& ñ š ¸  d ” y Œ • >  @ /¿ º÷ &“ ¦ e ”  . Watanabe  H RGA _  Õ ªo × ¼\  f  ¨‚ Ã Ì   H H

2

1 p x_  l ^ ‰\  @ /ô  Ç ESD s “ : r

\

 @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨\  ¦ à º' Ÿ  % i   [4]. ‘ : r  7 Hë  H \ " f  H Û ¼_ …“   Y

UÛ ¼ Û ¼ 9  304– Ð / B N ) a ”  / B N6   x l \  ¦ s 6   x # Œ UHV
 XHV % ò % i \ " f_  & ñ S X ‰ô  Ç 8 £ ¤& ñ ³ ðï  r [5]`  ¦ S X ‰ w n  l  0 Aô  Ç

„ 

 é ß –> – Ð s  z  ´+ « > © œu \ " f  © œ  H ë  H ] j– Ð @ /¿ º÷ &“ ¦ e ” 



 H H

2

_   1 l x \  › ' aô  Ç ƒ  ½ ¨\  ¦ à º' Ÿ  % i  .

II. ÷ m Ç] M ö X ê sV  õ m Í U ê s0 n É

Õ

ªa Ë > 1“ É r z  ´+ « > © œu _  > h| Ä Ì• ¸– Ð s   © œu   H Û ¼_ …“  Y U Û

¼ Û ¼ 9  304– Ð ] j Œ • ) a Å Ò 6   x l , „  o  ”  / B N > s t , ï ß –À Ó l

^ ‰ì  r$ 3 l , C l  © œu  Õ ªo “ ¦ 6   x l \  ¦ Ï ã L  H \ P  © œu  1 p x Ü

¼– Ð ½ ¨$ í ÷ &# Q e ”  . Å Ò 6   x l _  ü @ â õ  Z  } s   H y Œ •y Œ • 14

“

 u ü < 12 “  u , ¿ ºa   H 1 “  u s “ ¦ 6   x l  ? / Ò\   H ; Ÿ ¤ s

 1.6 “  u “   Ó  o^ ‰| 9 ™ è $  © œ“ ¦ e ”  . ¢ ¸ô  Ç 6   x l \ 



 H 8 “  u  conflat flange(CFF) 3> h, 6 “  u  CFF

1 > h, 4.5 “  u  CFF 2> h, 2.75 “  u  CFF 2> h, Õ ªo 

“

¦ 1.33 “  u  CFF 2> h  ҂ à Ì÷ &# Q e ” # Q" f * 3 á Ô, > 8 £ ¤ l  Õ

ªo “ ¦ ì Á šÚ Ô 1 p x`  ¦ ƒ       H X <  6   x ) a  . * 3 á Ô_  C l 5 Å q

•

¸(pumping speed)ü < · ú š» ¡ ¤ q (compression ratio)\  ¦ Z  } s 

-152-

Õ

ªa Ë > 1. LN

₂

$  © œ“ ¦ ? / © œ ) a Û ¼_ …“  Y UÛ ¼ Û ¼ 9  304– Ð

/ B N ) a  © œu  > h| Ä Ì• ¸.

l

 0 A # Œ C l 5 Å q • ¸ y Œ •y Œ • 500 L/sü < 70 L/s“   Pfeiffer

”

 / B N r _  ' ˜ Ðì  r  * 3 á Ô\  ¦ f ” § > =– Ð ƒ     # Œ C l 5 Å q • ¸

 20 m

³

/h“   – Ð' o  C Ê ê* 3 á Ô\  ¦ s 6   x # Œ C l  % i  .

6  

x l ? /_  ”  / B N • ¸ 8 £ ¤& ñ \   H 8 £ ¤& ñ # 3 0 A 1 × 10

⁻⁹

Pa ∼ 7 × 10

⁻²

Pa, € 9  F ' pà Ô F « Ñ ) í Û ¼J $ ™, Õ ªo × ¼\  â ìØ Ô  H ~ ½ ÓØ  ¦

„ 

À Ó(emission current, I

^e

) 4 mA, » 1 ÏÛ ¼(degas) ~ ½ ÓZ O s 

„ 

 Ø  æ  (electron bombardment)“   Granville-Phillip  r



_  Stabil-s “ : r > s t (SIG)\  ¦  6   x % i  . SIG\  ¦ » 1 Ï

Û ¼r v €   “ ¦“ : r Ü ¼– Ð \ P  ) a € 9  F ' pà Ô\ " f ~ ½ ÓØ  ¦ ) a “ ¦\ 

Õ

ªa Ë > 2.  â õ r ç ß –@ / Z > – Ð Õ ª 2 ; þ j@ / Ï ã L  H “ : r • ¸ 320

^◦

C



t _  · ú š§ 4     o.



-t  „    € ª œF G(anode)\  ¦ M : 9" f  ҂ à ̝ ) a Ô  ¦í  HÓ ü t s 


Û ¼ 1 p x`  ¦ p o  ] j  Ù ¼– Ð 8 £ ¤& ñ \  & ñ S X ‰ • ¸\  ¦ Z  }{ 9  à º e ”  Ü

¼Ù ¼– Ð  6   x„  \  à ºr – Ð » 1 ÏÛ ¼ r &   ô  Ç . 6   x l  ? / Â

Ò_   Òì  r· ú š 8 £ ¤& ñ \   6   x ) a RGA  H Pfeiffer ”  / B N r _  4×  æF G(quadrupole) + þ Ad ” _  | 9 | ¾ Óì  r$ 3 l – Ð þ j@ / 200 " é ¶  

| 9

| ¾ Ó é ß –0 A(amu) t   Ž Ø  ¦ s  0 p xô  Ç QME200s % 3  . Ï ã L l

\   6   x ) a \ P l   H  © œ + þ AÜ ¼– Ð ] j Œ • % i Ü ¼ 9, s  

\ P

l   H 6   x l \  ¦ ¢ - a„  y  Á ú ¢ " f \ P `  ¦ ü @ Җ Ð N S€ f ›l t  · ú §

“

¦ Ï ã L l  Y  J “ ¦À Ò ÷ & 9 Z > • ¸– Ð ] j Œ • ) a – B H à Ô\  ¦  Q\  ¦ s 6   x

# Œ “ : r • ¸\  ¦ þ j@ / 400

^◦

C  t  `  ¦w n = à º e ” % 3  .



© œu _  › ¸w n s  = å Qè ß – + ' ' ˜ Ðì  r  * 3 á Ôü < – Ð' o * 3 á Ô\  ¦ s

6   x # Œ 6   x l \  ¦  © œ“ : r \ " f 20r ç ß – & ñ • ¸ C l  % i Ü ¼ 9 s  M

: • ¸² ú ˜· ú š§ 4 (base pressure)“ É r 4.5 × 10

⁻⁴

Pa s % 3  . s 



© œI \ " f 6   x l _  Ï ã L l (bake-out)\  ¦ r  Œ • % i Ü ¼ 9  © œ“ : r

\

" f 320

^◦

C  t  “ : r • ¸\  ¦ " f" fy  `  ¦ 2 ;  6 £ §  r   © œ“ : r Ü ¼

–

Ð ? /o   H X < €  • 400 r ç ß –1 l xî ß – ™ èכ ¹÷ &% 3  . Ï ã L l õ & ñ \ " f

 â

õ r ç ß –\    É r “ : r • ¸ü < 6   x l _  „  · ú š(total pressure)`  ¦ SIG – Ð 8 £ ¤& ñ % i  . Û ¼_ …“  Y UÛ ¼ Û ¼ 9  ”  / B N6   x l _  Ï ã L l õ 

&

ñ \ " f s » 1 Ï÷ &  H l ^ ‰_  7 á x À Ӎ  H s p  ´ ú §“ É r  | à Ð[ þ t \  _  K

" f µ 1 ß) €& ’ Ü ¼Ù ¼– Ð Â Òì  r· ú š 8 £ ¤& ñ 6   x RGA\  ¦ s 6   x # Œ Z > 

•

¸– Ð l ^ ‰ › ¸$ í `  ¦ 8 £ ¤& ñ t   H · ú §€ Œ ¤ . Ï ã L l  = å Qè ß – + ' 6   x l

\   ҂ à ̝ ) a \ P 6 £ §F G „  o  ”  / B N > s t “   SIG\  ¦ &  
 » 1 Ï

Û ¼ r (  `  ¦ M : s » 1 ϝ ) a l ^ ‰\  ¦ RGA – Ð 8 £ ¤& ñ % i  . s M : RGA_  2 „    7 £ x C  › ' a(secondary electron multiplier)

„

 · ú š“ É r 1400 V, þ j@ / | 9 | ¾ ӓ É r 50 amu, Û ¼ ± p r ç ß –“ É r 1 œ í– Ð

“

¦& ñ % i  . SIG_  l ^ ‰s » 1 Ï : £ ¤$ í z  ´+ « >s  = å Q
“ ¦ 24r ç ß – s

  â õ ô  Ç + ' 6   x l ? /_  ï ß –À Ól ^ ‰ › ¸$ í `  ¦ 8 £ ¤& ñ “ ¦ Ó  o^ ‰

| 9

™ è $  © œ“ ¦\  Ó  o^ ‰| 9 ™ è\  ¦ G î  r  © œI \ " f_  l ^ ‰ › ¸$ í

`

 ¦ 8 £ ¤& ñ % i  .

Õ

ªa Ë > 3. \ P 6 £ §F G „  o  ”  / B N > s t “   Stabil-s “ : r > s t \  ¦

&

 
 » 1 ÏÛ ¼\  ¦ (  `  ¦ M : s » 1 ϝ ) a H

₂

, C, CH

₄

, H

₂

O, N

₂

,

CO

₂

_  r ç ß –@ / Z >  s “ : r„  À Ó    o Æ Òs .

³

ð 1. ”  / B N6   x l _   © œI \  ¦  Ë ¨# Q €  " f RGA– Ð 8 £ ¤& ñ ô  Ç H

2

, C, CH

4

, H

2

O, N

2

, CO

2

l ^ ‰_  s “ : r„  À Ó    o| ¾ Ó.

H

2

C CH

4

H

2

O N

2

CO

2

(A) (A) (A) (A) (A) (A) System status

2.2 × 10

⁻⁹

2.4 × 10

⁻¹¹

1.7 × 10

⁻¹¹

3.4 × 10

⁻¹¹

9.1 × 10

⁻¹²

1.2 × 10

⁻¹²

after bake-out 5.5 × 10

⁻⁹

2.8 × 10

⁻¹¹

2.3 × 10

⁻¹¹

3.2 × 10

⁻¹¹

2.8 × 10

⁻¹¹

2.3 × 10

⁻¹²

after 4 min with gauge-on 2.5 × 10

⁻⁷

4.6 × 10

⁻⁸

4.6 × 10

⁻⁸

2.1 × 10

⁻⁷

2.7 × 10

⁻⁷

8.0 × 10

⁻⁸

after 3 min with degas power-on 9.1 × 10

⁻⁹

1.5 × 10

⁻¹⁰

5.1 × 10

⁻¹⁰

2.8 × 10

⁻⁹

3.1 × 10

⁻¹⁰

1.0 × 10

⁻¹⁰

after 20 min with degas power-on 6.2 × 10

⁻¹⁰

5.0 × 10

⁻¹²

5.0 × 10

⁻¹²

2.0 × 10

⁻¹²

4.0 × 10

⁻¹²

2.0 × 10

⁻¹²

after filling LN

2

with SIG power-off

III. + s ÇÊ Ý õ m Í w Š²  o

Õ

ªa Ë > 2  H Ï ã L l õ & ñ \ " f_  6   x l _  “ : r • ¸ü < · ú š§ 4 `  ¦  â õ  r

ç ß –\     Õ ª 2 ;  כ Ü ¼– Ð Ã º¨ î » ¡ ¤“ É r r ç ß –, à ºf ” » ¡ ¤_  ¢ , aA á ¤

“ É

r · ú š§ 4 , š ¸ É rA á ¤“ É r “ : r • ¸s  . Ï ã L l   H 6   x l _  · ú š§ 4    o\  ¦

˜

Ѐ  " f Õ ªa Ë >õ  ° ú  s  “ : r • ¸\  ¦ 4 t  é ß –> – Ð `  ¦§ 4   ? / o

  H ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð Ã º' Ÿ ÷ &% 3 Ü ¼ 9 Ï ã L l  = å Qz Œ ¤`  ¦ M : 6   x l _ 

· ú

š§ 4 “ É r 2 × 10

⁻⁹

Pa – Ð ‘ : r z  ´+ « >`  ¦ l \  Ø  æì  r >  ± ú 

“ É

r · ú š§ 4 s % 3  . Õ ªa Ë > 3“ É r SIG\  ¦ & l „  , (  `  ¦ M :, » 1 ÏÛ ¼

\

 ¦ (  `  ¦ M :, Õ ªo “ ¦ » 1 ÏÛ ¼\  ¦ , Ž `  ¦ M :_  6   x l ? / ï ß –À Ól 

^

‰ € ª œ`  ¦ RGA – Ð 8 £ ¤& ñ ô  Ç  כ s  . s  Õ ªa Ë >\ " f  Ž Ø  ¦ ) a H

2

, C, CH

₄

, H

₂

O, N

₂

, CO

₂

1 p x # Œ$ Á 7 á x À Ó_  l ^ ‰  H \ Vq z  ´+ « >

`

 ¦ : Ÿ x K  SIG\ " f  © œ ´ ú §s  s » 1 ϝ ) a l ^ ‰“    כ Ü ¼– Ð S X ‰ “  

÷ &% 3 Ü ¼ 9, Õ ªa Ë >_  à º¨ î » ¡ ¤“ É r Û ¼ ± pr ç ß –, à ºf ”  » ¡ ¤“ É r s » 1 Ï

 )

a l ^ ‰_  € ª œÜ ¼– Ð é ß –0 A\  ¦ s “ : r„  À Ӗ Ð ³ ðr  % i  . Õ ªa Ë >

\

" f ^  ¦ à º e ” 1 p w s  > s t \  ¦ & l  „  \  6   x l ? /_  ï ß –À Ól 

^

‰_  @ / Òì  r“ É r H

2

– Ð s “ : r„  À Ó €  • 5.5 × 10

⁻⁹

A s % 3 Ü ¼ 9 H

2

O 1 p x   É r l ^ ‰_  s “ : r„  À Ӎ  H €  • 10

⁻¹¹

A s  – Ð H

2

\  q K   © œ@ /& h Ü ¼– Ð & h % 3  . > s t  & ”    © œI \ " f

~

½ ÓØ  ¦ ) a l ^ ‰  H ŠҖ Ð H

²

“    כ `  ¦ · ú ˜ à º e ” Ü ¼ 9 €  • 1ì  rç ß –

Õ

ªa Ë > 4. 6   x l \  LN

²

\  ¦ G Ä º“ ¦ 20ì  r s   â õ ô  Ç + '\  8

£

¤& ñ ô  Ç H

2

, C, O, H

2

O, N

2

, CO

2

l ^ ‰_  analog scan spectrum.

H

2

 „  À Ó 7 £ x Ù þ ¡   r  > s t \  ¦ & l  „    © œI _ 

· ú

š§ 4 Ü ¼– Ð b  # Q& ’  . » 1 ÏÛ ¼\  ¦ (  `  ¦ M : CO, H

²

, C  H í  Hç ß –

&

h Ü ¼– Ð ´ ú §s  ~ ½ ÓØ  ¦ ÷ &% 3   / å L  y  y Œ ™™ è  ) a + '  r  " f" f y

 7 £ x  % i Ü ¼
 H

2

O, CO

₂

, CH

₄

  H " f" fy  7 £ x    H Æ Ò [

j\  ¦ ˜ Ð% i  . » 1 ÏÛ ¼ Ê ê €  • 5ì  r s  t z Œ ¤`  ¦ M : Ò'   H s “ : r

„ 

À Ó_  € ª œ 7 £ ¤ · ú š§ 4 s  ´ ú §s     t  · ú §“ ¦ { 9 & ñ >  ~ ½ ÓØ  ¦ ÷ &

%

3 Ü ¼ 9 s M : H

2

, CO, H

₂

O   © œ ´ ú §s  ~ ½ ÓØ  ¦H † d`  ¦ · ú ˜ à º e ”

% 3  . » 1 ÏÛ ¼\  ¦ , Ž `  ¦ M : €  • 3ì  r 1 l xî ß –“ É r — ¸Ž  H l ^ ‰_  € ª œ s

 / å L   >  y Œ ™™ è   r ç ß –s  t 
€  " f y Œ ™™ è| ¾ Ós  ×  ¦

#

Q[ þ t% 3 Ü ¼
 H

2

s “ : r„  À Ӎ  H ×  ¦ # Q[ þ t t  · ú §“ ¦ 1 × 10

⁻⁸

A

–

Ð { 9 & ñ >  Ä »t  % i Ü ¼ 9 s  € ª œ“ É r » 1 ÏÛ ¼\  ¦ & l  „  ˜ Ð



 €  • ¿ º C & ñ • ¸ Z  }€ Œ ¤ .

Õ

ªa Ë > 4  H Õ ªa Ë > 1_  ? / Ò\  e ”   H $  © œ“ ¦\  Ó  o^ ‰| 9 ™ è\  ¦ Ø

 æì  r >  G 0 >" f 6   x l  ³ ð€  _  “ : r • ¸\  ¦ 70 K & ñ • ¸– Ð ± ú ð  r



© œI \ " f ‘ : r ï ß –À Ól ^ ‰[ þ t_  s “ : r„  À Ós  . H

²

\  ¦ ] jü @ô  Ç



 É r l ^ ‰  H 10

⁻¹²

A & ñ • ¸– Ð  _  RGA  Ž Ø  ¦ô  Ç> _  ° ú כ

`

 ¦
 Í Ç xÜ ¼
 H

2

ë ß –“ É r 6.2 × 10

⁻¹⁰

A – Ð   É r l ^ ‰˜ Ð 

€

 • 100 C  & ñ • ¸ · ú š§ 4 s  Z  }“ É r  כ `  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  . Õ ªa Ë >\ 

Õ

ªa Ë > 5. ”  / B N6   x l _   © œI Z > – Ð ‘ : r H

2

, C, CH

₄

, H

₂

O, N

2

, CO

2

l ^ ‰_  s “ : r„  À Ó    o.  © œI  (1)“ É r 6   x l _  Ï

ã

L l  = å Qz Œ ¤`  ¦ M : (2)  H Stabil- s “ : r > s t \  ¦ & “ ¦ 4ì  r s  t

z Œ ¤`  ¦ M : (3)“ É r > s t _  » 1 ÏÛ ¼\  ¦ & “ ¦ 3ì  r s  t z Œ ¤`  ¦ M

: (4)  H > s t _  » 1 ÏÛ ¼\  ¦ & “ ¦ 20ì  r s  t z Œ ¤`  ¦ M : (5)  H

$

 © œ“ ¦\  Ó  o^ ‰| 9 ™ è\  ¦ 1 p q G  ° ?`  ¦ M :.

"

f 10

⁻¹²

A s  _  s “ : r„  À Ӎ  H RGA_  ì  r K 0 p x s  _ 

°

ú כÜ ¼– Ð z  ´] j– Ѝ  H RGA ¸ ú š6 £ §(noise)“    כ Ü ¼– Ð ˜ Г   . Õ ª a Ë

> 5  H y Œ • z  ´+ « >é ß –> \ " f H

2

, C, CH

₄

, H

₂

O, N

₂

, CO

₂

_ 

· ú

š§ 4    o\  ¦ ‘ : r  כ s  . Õ ªa Ë >_  à º¨ î » ¡ ¤_  é ß –>  (1)“ É r 6   x l

_  Ï ã L l  = å Qz Œ ¤`  ¦ M :, é ß –>  (2)  H Stabil- s “ : r > s t \  ¦

&

“ ¦ 4ì  r s  t z Œ ¤`  ¦ M :, é ß –>  (3)“ É r > s t _  » 1 ÏÛ ¼\  ¦ & 

“

¦ 3ì  r s  t z Œ ¤`  ¦ M :, é ß –>  (4)  H > s t _  » 1 ÏÛ ¼\  ¦ & 

“

¦ 20ì  r s  t z Œ ¤`  ¦ M :, é ß –>  (5)  H $  © œ“ ¦\  Ó  o^ ‰| 9 ™ è\  ¦

1 p q G  ° ?`  ¦ M :_   © œu _   © œI \  ¦ _ p ô  Ç .  t } Œ • é ß –>  (5) \ " f z Œ ™“ É r l ^ ‰_  @ / Òì  r“ É r H

2

e ” `  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3 Ü ¼ 9, H

2

  H   É r l ^ ‰· ú š§ 4  ˜ Ð  100 C  s  © œ Z  }€ Œ ¤ . ³ ð 1“ É r Õ ª a Ë

> 5_  X <s ' \  ¦ & ñ o ô  Ç  כ s  . s  z  ´+ « >  õ – Ð Û ¼_ …“   Y

UÛ ¼ Û ¼ 9  ”  / B N6   x l \  ¦ s 6   x # Œ œ í“ ¦”  / B N s 
 F G “ ¦”  / B N

`

 ¦ z  ´‰ & ³ l  0 AK " f  H 6   x l ? /_  ï ß –À Ól ^ ‰“   H

2

\  ¦ # Qb  G

>

 ] j   
 ×  ¦{ 9  à º e ”   H t  þ j@ / › ' a| “    כ Ü ¼– Ð ó ø Í é

ß – ) a  .

IV. + s Ç Â ] Ø

Û

¼_ …“  Y UÛ ¼ Û ¼ 9  304 F « і Ð / B N ) a ”  / B N6   x l \  ¦ þ j@ / 320  t  “ : r • ¸\  ¦ `  ¦ o €  " f Ï ã L l \  ¦ % i  . s  õ & ñ s  = å Q è

ß – + '  © œ“ : r \ " f 6   x l _  · ú š§ 4 “ É r 2 × 10

⁻⁹

Pa s % 3 Ü ¼ 9 ï ß – À

Ól ^ ‰_  @ / Òì  r“ É r H

2

s % 3  . \ P 6 £ §F G „  o  ”  / B N > s t 

×

 æ 
“   Stabil-s “ : r > s t \  ¦ (  `  ¦ M : 6   x l ? /_  H

2

 í

 Hç ß –& h Ü ¼– Ð 7 £ x Ù þ ¡  €  • 1ì  r s  t è ß – + ' " é ¶ A _  · ú š§ 4 Ü ¼

–

Ð ÷ &[  t  y Œ ¤ . s  > s t _  » 1 ÏÛ ¼\  ¦ (  `  ¦ M : í  Hç ß –& h Ü ¼

–

Ð  © œ ´ ú §s  ~ ½ ÓØ  ¦ ) a l ^ ‰  H CO s % 3 Ü ¼
 H

2

1 p x   É r l 

^

‰_  · ú š§ 4 • ¸ » 1 ÏÛ ¼\  ¦ & l  „  ˜ Ð  1,000 C  & ñ • ¸ 7 £ x 

% i  . » 1 ÏÛ ¼\  ¦ & “ ¦ 8ì  r 1 l xî ß – — ¸Ž  H l ^ ‰_  · ú š§ 4 “ É r ± ú 



t t  · ú §€ Œ ¤Ü ¼ 9 » 1 ÏÛ ¼\  ¦ , Ž `  ¦ M : l ^ ‰[ þ t_  · ú š§ 4 s  í  H ç

ß –& h Ü ¼– Ð / å L   >  y Œ ™™ è % i Ü ¼
 €  • 30ì  r s  t è ß – + '\ 

•

¸ · ú š§ 4 _  y Œ ™™ è ß ¼t  · ú §€ Œ ¤“ ¦ : £ ¤ y  H

²

  H 1 × 10

⁻⁸

A – Ð

»

1 ÏÛ ¼\  ¦ & l  „  ˜ Ð  š ¸y  9 7 £ x  % i  .   " f s  >  s

t   H » 1 ÏÛ ¼ r v €   ´ ú §“ É r l ^ ‰[ þ t_  ~ ½ ÓØ  ¦ – Ð 6   x l _  · ú š

§

4 `  ¦ Z  } s   H " é ¶ “  s  | ¨ c à º e ” 6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  . 6   x l ? / Â

Ò_  $  © œ“ ¦\  Ó  o^ ‰| 9 ™ è\  ¦ G 0 >" f “ : r • ¸\  ¦ €  • 70 K & ñ • ¸

–

Ð ± ú Æ Ò% 3 `  ¦ M : H

²

  H 6.2 × 10

⁻¹⁰

A – Ð ´ ú §€ Œ ¤Ü ¼
   É r l 

^

‰[ þ t“ É r @ / Òì  r 6   x l  ³ ð€  \  f  ¨‚ à Ì÷ &# Q s “ : r„  À Ó 10

⁻¹²

A s  – Ð B Ä º  Œ •€ Œ ¤ .   ² D G œ í“ ¦”  / B N s 
 F G “ ¦”  / B N z  ´

‰ &

³`  ¦ 0 AK " f  H Û ¼_ …“  Y UÛ ¼ Û ¼ 9  6   x l  ^ ‰ü < „  o  ”  / B N

>

s t  x 9  ï ß –À Ól ^ ‰ì  r$ 3 l \ " f ~ ½ ÓØ  ¦ ÷ &  H H

2

_   Òì  r· ú š`  ¦

×

 ¦ s   H ƒ  ½ ¨ ‚  ' Ÿ ÷ &# Q  ½ + É ÷  r  m   H

²

~ ½ ÓØ  ¦| ¾ Ós   Œ •

“ É

r F « Ñ_  ‚  × þ ˜s  B Ä º ×  æ כ ¹† < Ê`  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  .

Y c

p w Š à U Ø ”  ô

[1] C $ 3  B, “   © œ§ > =, & ñ F  g o, s % ò Ñ þ ˜, ’  6   x‰ & ³, ”  / B N/ B N† < Æ, ô 

Dz D G â ] j’  ë  H (2000).

[2] H. Akimichi, T. Arai and I. Arakawa, J. Vacuum 40, 20 (1997).

[3] H. Akimichi, T. Tanaka, K. Takeuchi and Y. Tuji, J.

Vacuum, 46, 8 (1995).

[4] F. Watanabe, J. Vac. Sci. Tech. A11, 432 (1993).

[5] K. H. Chung, S. S. Hong and Y. H. Shin, Metrologia,

36, 675 (2001).

Study of H ₂ Partial Pressure in the Ultrahigh Vacuum Chamber a Stainless Steel

S. S. Hong,

^∗

J. Y. Lim, Y. H. Shin and K. H. Chung

Department of Physics Standard, Korea Research Institute of Standards and Science, Daejeon 305-600

Ichiro Arakawa

Department of Physics, Gakushuin University, Tokyo, Japan (Received 9 July 2003)

The majority of partial pressure gases in an ultrahigh or an extremely high vacuum chamber of stainless steel originate from hydrogen since the gas has the characteristics of neither being easily removed during the high temperature baking process nor being well absorbed on the low- temperature surfaces. A vacuum chamber of SUS304 with a Stabil-ion gauge was constructed in order to carefully characterize the variation of the hydrogen partial pressure during vacuum generation. In this work, desorbed gases from the wall were actively measured using a residual gas analyzer in the cases of a chamber baked up to 320

^◦

C, gauge degassing, and subsequent low- temperature exposures to liquid nitrogen. The experimental results proved that hydrogen was the majority residual gases in the ultrahigh vacuum range of less than 10

⁻⁷

Pa.

PACS numbers: 07.03.K, 07.03.D

Keywords: Hydrogen, Ultrahigh Vcauum, Partial pressure, Hot cathode ionization gauge

∗

E-mail: [email protected]