【朗報】チタンを活用した電源不要の超高真空ゲッターポンプを開発 200日以上維持に成功 ネット「冷蔵庫の活性炭脱臭剤」「重要なのはここじゃね」「すごい必殺技感よw 」

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1ヨロロの名無しさん2022/09/07(水) 20:49:04.12ID:CAP_USER

チタンを活用した電源不要の超高真空ゲッターポンプ、原子力機構などが開発

 日本原子力研究開発機構(原子力機構)とJ-PARCセンターは9月6日、気体の吸着・吸収性質の「ゲッター性能」を持つチタンを材料として真空容器を作ることで、そのまま電源不要の超高真空ポンプとして活用する技術を構築し、その応用例として電子顕微鏡の真空性能が約10倍に向上することを実証したと発表した。

 同成果は、原子力機構 J-PARCセンターの神谷潤一郎研究主幹、原子力機構 原子力基礎工学研究センターの大久保成彰研究主幹らの共同研究チームによるもの。
 詳細は、9月11日から開催される真空に関する国際会議「The 22nd international vacuum congress(IVC-22)」にて発表される予定だという。

(以下略、続きはソースでご確認ください)

マイナビニュース 2022/09/07 13:27

チタンを活用した電源不要の超高真空ゲッターポンプ、原子力機構などが開発 (1)
日本原子力研究開発機構(原子力機構)などは、「ゲッター性能」を持つチタンを材料とすることで電源不要の超高真空ポンプとして活用する技術を構築したと発表した。

https://news.mynavi.jp/techplus/article/20220907-2448291/

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▼追加ソース

J-PARCセンター公式サイトより

J-PARC|大強度陽子加速器施設

このプレスリリースが詳しそうです。用語集もありますので、気になる方はどうぞ。

省エネ、省スペース! チタンを活用した超高真空ゲッターポンプを発明 - カーボンニュートラルな持続可能社会に大きく貢献! -
Japan Proton Accelerator Research Complex 大強度陽子加速器施設-ここから始まる新しい世界-

↑より引用
✣ 本研究では、J-PARC加速器で真空材料として研究を進めてきた、チタンが持つ気体を吸着・吸収する特性 (ゲッター性能) に着目し、チタンを材料とした真空容器自体を真空ポンプとして活用する技術を発明しました。試作チタン製真空容器 (=ゲッターポンプ) では、従来の様に真空ポンプを継続的に用いなくても、200日以上超高真空に近い状態の維持に成功しました。さらに電子顕微鏡の真空性能を向上させること等を実証し、社会実装へ大きく前進しました。

✣ 発明した技術により、ポンプの設置スペースや駆動電力が大幅に低減可能です。本技術は半導体の製造装置等の産業用装置の省電力化にもつながり、カーボンニュートラルな持続可能社会に大きく貢献します。

真空技術は半導体などの分野で必要とされています。不純物を減少できるので精密な製品には欠かせないのかもしれません。

レーザー、結晶、宇宙レベルの超高真空
半導体結晶を作るひとつの手法である分子線エピタキシャル成長、という装置で用いられる超高真空はおよそ10-8Pa程度で、外気圏の静止衛星や月の軌道に近い環境になります。

↑より引用
 半導体結晶を作るひとつの手法である分子線エピタキシャル成長、という装置で用いられる超高真空はおよそ10-8Pa程度で、外気圏の静止衛星や月の軌道に近い環境になります。図1はその装置の外観ですが、外側が私たちのいる大気状態、内側がそのような超高真空が実現されています。従って、大気と真空が反対ではありますが宇宙船のように見えなくもない、と思うのですがいかがでしょうか。

真空の必要性|半導体製造装置入門|サムコ株式会社
真空の必要性|サムコ株式会社の半導体製造装置入門です。Semiconductor And Materials Company― Samcoは半導体と材料開発の分野で躍進していくことから名付けられています。薄膜技術を核に、プラズマCVD装置、ドライエッチング装置、ドライ洗浄装置といった半導体製造装置を製造しています。「薄

↑より引用
[2]反応の質をよくするため

真空が必要なもう一つの理由は、反応室中の微小な不純物を減少させ、必要な反応だけ起こさせるためです。大気中には窒素、酸素、水素等様々な気体が混ざっていて、目的の反応を起こすことが難しくなります。微小な不純物の少ない真空中にガスを流すことで、目的の材料を成膜したり、加工したりすることができます。

半導体の製造などで利用される「超高真空」をゲッターポンプを使用する事で省エネ、省スペースで可能となるようです。
価格次第でしょうがランニングコストを抑えることもできそうなので、今後の産業に大きな影響を与えるかもしれません。

ゲッターポンプ - Wikipedia

↑より引用
ゲッターポンプ (Getter Pump) は、チタンのゲッター作用により排気する真空ポンプである。サブリメーションポンプ (Sublimation Pump) とも呼ばれる。これらは蒸発型のゲッターポンプであり、ジルコニウム等の活性な金属とガスの化学反応を利用した非蒸発型ゲッターポンプ(Non-Evaporable-Getterの頭文字を取って NEGポンプとも呼ばれる)も存在する。非蒸発型ゲッターポンプは真空中で高温に熱する活性化という工程が必要となるが、チタン蒸発時の飛散を避けたい用途では非蒸発型ゲッターポンプが有効である。

こんな記事もありました。なるほど半導体輸送容器ですか🤔

チタンで電源不要、新開発「小型超高真空装置」の用途|ニュースイッチ by 日刊工業新聞社
こちらは、チタンで電源不要、新開発「小型超高真空装置」の用途のページです。日刊工業新聞社のニュースをはじめとするコンテンツを、もっと新鮮に、親しみやすくお届けするサイトです。

↑より引用
電子顕微鏡や半導体装置の小型・省電力化のほか、電源なしで真空を保つ半導体輸送容器への応用が期待される。

気体を材料表面に吸着、材料内部に吸収する「ゲッター性能」を持つチタンに着目。チタン製の真空容器の表面改質法を新たに開発し、真空容器の壁に気体を吸収・吸着する機能を持たせた。これにより、容器自体を気体ためこみ式の真空ポンプとすることに成功した。

2ヨロロの名無しさん2022/09/07(水) 20:54:47.58ID:WFauo04e

ゲッターロボが合体するのに必要な機構がついに。
あとはゲッター線だ。

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【公式】ゲッターロボ 第1話「無敵! ゲッターロボ発進」 <1970年代アニメ>
見放題サービス『東映アニメチャンネル』にて、約4,000の人気アニメを配信中!! 『ゲッターロボ vol.01 DVD』好評発売中!
3ヨロロの名無しさん2022/09/07(水) 20:56:39.74ID:WP3zDPZj

それを「ポンプ」と称するのは、はなはだ不適切のように感じます。

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5ヨロロの名無しさん2022/09/07(水) 21:23:53.18ID:MDmJv53N

そのまま宇宙空間になるの?

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7ヨロロの名無しさん2022/09/07(水) 22:10:57.01ID:E0VOz8R1

ゲッター性能というだけですごそう

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8ヨロロの名無しさん2022/09/07(水) 22:19:11.29ID:XPWBcONn

真空管アンプの復権だ!

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11ヨロロの名無しさん2022/09/07(水) 22:59:32.96ID:aWT/0zAz

チタンの容器を熱で還元したあと密閉して、容器内側を酸化させることによって内部の真空度を上げるのか
ポンプというより菓子袋に入ってる「食べられません」の小袋だな

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12ヨロロの名無しさん2022/09/07(水) 23:43:29.45ID:uG5FnnQ0

>>11
酸化じゃなくて吸着だね
酸素だけじゃなく他の気体も取り込めるようだ

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13ヨロロの名無しさん2022/09/08(木) 02:12:45.71ID:SDprRLOJ

原理はクライオだよな
冷蔵庫の活性炭脱臭剤

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クライオポンプ|真空ポンプの原理と特徴<種類別>|HOW TO|ULVAC SHOWCASE
クリーンな真空と大きな排気速度を実現するクライオポンプクライオポンプは、溜...

↑より引用
1.クライオポンプとは

真空容器内に極低温面を設置し、これに容器内の気体分子を凝縮または吸着させて捕捉し、排気するポンプです。
機械的な可動部分が少なく、 油等を使わないため、クリーンで高い真空をつくることができます。

14ヨロロの名無しさん2022/09/08(木) 04:43:06.03ID:54B/Yymu

やばいぞ、これを知った恐竜帝国が破壊しようと攻めてくるかもしれん

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16ヨロロの名無しさん2022/09/08(木) 08:09:57.83ID:R9Tba0+m

>>超高真空ゲッターポンプ
えらいスーパーロボット的な響きだな

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17ヨロロの名無しさん2022/09/08(木) 10:25:22.96ID:1uIwm/gC

単なる気体の吸着剤だな
加熱で吸着した気体を放出することで再利用できるくらい

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23ヨロロの名無しさん2022/09/08(木) 18:18:20.75ID:SsbciSV8

>>17
しかし真空にするレベルの吸着力
脱臭剤に使ったら冷蔵庫の扉が開かなくなるだろうね
やばいよ

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18ヨロロの名無しさん2022/09/08(木) 10:44:16.54ID:k1UcVWHK

どちらかというと、真空ポンプに新たな吸蔵機構を設ける事が大きな意義なのか
吸蔵機構自体の真空断熱効果持続作用か
チタン上に邪魔しないように製膜させる吸蔵金属の酸化保護被膜ってなんだろうな

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20ヨロロの名無しさん2022/09/08(木) 12:28:17.00ID:q6pXou3l

チタンのゲッターポンプは水素の排気速度が早いのが特徴じゃなかったっけ。

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21ヨロロの名無しさん2022/09/08(木) 13:00:19.43ID:jKJ7AU3l

>真空容器を大気開放しても、真空下において約200℃で1日程度加熱してから常温に戻すという簡単な処理

ベーキング用の設備は必須か

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24ヨロロの名無しさん2022/09/08(木) 18:20:21.98ID:SsbciSV8

>>21
とはいえシークレットなゲッター材料によるコーティングで
何度も使えるから便利だよね

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ベーキング - Wikipedia

↑より引用
真空装置の真空チャンバー内壁には、様々な不純物が吸着する。それらは高真空へ排気する過程で放出ガスとして真空チャンバー内へと放出され十分な高真空を得ることが出来ない。そのため、真空チャンバー外壁にテープ状またはワイヤ状のヒータを巻いて、チャンバー全体を熱し、ガスを事前に放出することをベーキングと言う。真空ポンプで引きながらベーキングを行うことにより、チャンバー内の残留不純物(特にチャンバーオープン後は水が多い)が真空チャンバーへ放出され真空ポンプに排気されることにより、その後の真空チャンバー内を高真空にすることが出来る。

25ヨロロの名無しさん2022/09/08(木) 18:32:14.05ID:IIVqFCtk

電源不要だが、石炭が必要とかいうオチじゃないだろうな?

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26ヨロロの名無しさん2022/09/08(木) 18:44:03.26ID:JOIiT+Je

ゲッタァーーーポォーーーンプ!

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29ヨロロの名無しさん2022/09/08(木) 21:17:24.07ID:4poRjvth

>>26
すごい必殺技感よw

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31ヨロロの名無しさん2022/09/10(土) 21:06:51.43ID:IBwjGbkp

>>26
脳内で再生されたわw

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27ヨロロの名無しさん2022/09/08(木) 18:50:27.83ID:KeuC9x4P

昔からなかったっけ?

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33ヨロロの名無しさん2022/09/10(土) 21:29:36.81ID:03ZAHq6D

>>27
ないよ
だって実用性ないもん

>>1を見ると真空装置の内壁にこの素材を使うつもりのようだけど
試料を真空装置に入れるときに空気が入ってしまい>>1の素材への空気分子の吸着量が飽和してしまう
この飽和した吸着した空気分子を除去するには真空装置をロックしたのち加熱して空気分子を放出したのち別途真空ポンプを使って排気しなきゃならん
それなら>>1の素材を使わず最初から真空ポンプで排気すりゃいい

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28ヨロロの名無しさん2022/09/08(木) 19:03:02.29ID:KeuC9x4P

重要なのはここじゃね
>大気開放しても真空加熱でまた使える

https://news.mynavi.jp/techplus/article/20220907-2448291/images/002.jpg

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30ヨロロの名無しさん2022/09/09(金) 22:31:24.27ID:kd3lCD+M

チタンを蒸発させるタイプのポンプ(サブリメーションポンプ、スパッタポンプ)と
どっちが性能いいの?

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32ヨロロの名無しさん2022/09/10(土) 21:19:19.81ID:oi1bJuEb

ゲッター3が使うんだよな

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