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真空とは - 薄膜技術入門講座 第3回 -

薄膜は真空が命です

こんにちは、薄膜技術入門講座第3回目のテーマは真空です。
真空って聞くと、たいていの人は宇宙空間のようなものをイメージすると思います。
たしかに、宇宙は真空です。
では、真空って何でしょう?

まったく何もない空間のことでしょうか?
これには、ちゃんと定義があります。

またどこかの人形のようなキャッチフレーズですが「薄膜は真空が命」なのです。
ここでは薄膜にとってそれほど重要な真空とはどのような状態なのかを見ていきましょう。

真空とは

真空とはJIS(日本工業規格)によると、「大気圧より低い圧力の気体で満たされている特定の空間の状態」と定義されています。
これはどういうことでしょう。
言い換えれば、通常の大気状態よりも、減圧した空間であれば、真空と定義されるということです。
たとえば、通信販売なんかで販売している布団圧縮袋なんて言うものがありますね。
あれなんかは、袋に布団を入れて、その袋の中の気体を掃除機で排出することで、袋の中の気体を減らし減圧します。
すると、布団はペチャンコになってしまうというわけです。
つまり減圧しているのですから、この袋の中の状態は、立派な真空であると言えるわけです。
しかし誰が考えても、この中に空気がまったく入っていないとは考えられません。
つまり真空とは、空気が無い状態ではなく、減圧された状態ということです。
極端な例で言えば、味噌汁の蓋が外れない状態だって、お椀の中の水蒸気などの気体が冷やされて減圧されている状態なので、真空ということだってできるわけです。
味噌汁のお椀の中が真空だなんて・・・。
こうしてみると、工業的に使われている真空という言葉の定義は、一般に使われている真空という言葉のイメージとはちょっと違うかもしれませんね。

どの程度の真空か

「真空」と定義される状態が、非常に身近なものであることは分かっていただけたかと思います。
しかし味噌汁のお椀の中が真空だからといって、その状態が薄膜形成に重要なわけではありません。
薄膜形成で必要な真空は、最高で10-8Pa(パスカル)程度の気圧状態です。
通常の気圧状態が101,325Pa(1013.25hPaヘクトパスカル)ですから、その10兆分の1程度の気圧状態ということになります。
自然界にも、これと同じ程度の気圧状態の場所があります。
そう、宇宙空間なんです。
真空という言葉が意味するものは一般の宇宙とはちょっとイメージが異なるかもしれませんが、薄膜形成において必要な真空とは、結局宇宙空間と同じようなイメージだということなんです。

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