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물리학

진공(vacuum)

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요약

아무것도 없는 공간을 진공이라 정의하나 공학에서는 계 안에 남아 있는 물질들의 양이 적은 상태로 근사적인 가정을 한다.








 정의상 가정

 공리,거리

 내용상 가정

 無는 폐쇄된 시공간이 수축하여 지름이  0이 된 상태, 선구 물질 존재

 공식

 계 안에 남아 있는 물질들의 양이 적은 상태

 단위

 mmHg, Pa

 응용

 


파란 박스의 글자를 클릭하시면 가정과 응용으로 넘어 가실 수 있습니다!!




 즉 아무것도 없는 상황을 가정한다. 이를 그럴듯 하게 가정하면 폐쇄된 시공간이 수축하여 지름이  0이 된 상태입니다.

(이때 시간과 공간이라는 개념이 들어가는데 이도 약간 아이러니 하긴하지만 일딴 논의를 진행해보겠습니다.)


無+공간

그럼 이제 이 無에 공간을 부여해 보겠습니다.

어떻게 공간을 부여할까요?

여기에 어떤 선구물질이 있다고 가정해 봅시다.

이 선구 물질로 가득 차서 공간 형성된다고 해봅시다!

그러면 공간 이전의 공간은 존재했던 것으로 가정을 해야합니다.

그러니까 공간이 있으려면 공간을 이루는 뭔가가 있어야 하는데 이를 선구물질이라 하고 그런데 선구물질이 공간을 만든다면 공간이전에 공간이 존재했다고 가정을 해야합니다......

그렇게 공간을 가정하면 하이젠베르그의 불확정성원리로 시간 범위 부정확성 존재와 빛이 허용되어야 하므로 시간과 에너지가 들어가게 됩니다.


無+공간+시간+에너지

다음과 같은 상황이 연출됩니다......시간은 어떻게 정의했다 치더라도 에너지와 공간은 이제 진공으로 정의를 해야하는데........모순덩어리인 상황이 만들어졌습니다.


따라서 이상적인 상황의 진공은 하이젠베르그의 불확정성원리가 무시된 無+공간으로 정의를 하고

실생활에 쓰이는 진공은 적용 목적에 맞게 원자 단위로 적용 시 부 정확성과 에너지의 내용을 경감한 가짜 진공(false vacuum)으로 정의할 수 있습니다.


즉 가짜진공(false vacuum)은 계 안에 남아 있는 물질들의 양에 의해 결정된다고 볼 수 있으며 

이로 저진공, 중진공, 고진공, 초고진공으로 나눠집니다.


우주공간은 지구대기압의 정도이고


이 진공은 전자소자를 만들 떄 정말 많이 사용하는데, 

특히 박막 공정을 할때 쓰입니다. 불순물에 혼입을 막아 박막의 특성을 원하는 데로 제어할수 있기 때문입니다.

구체적인 이유는 5가지가 있는데,

증착되는 물질의 산화를 막아주며, 

증착하고자 하는 기판의 산화와 오염을 방지해주고

공정 중 Plasma가 쓰이는 공정에서 Plasma 생성과 유지를 할수 있게 해줍니다

또한 gas의 mean free path를 증가시켜주어 소스 물질이 기판까지 가는데 있어서 기상반응을 억제합니다.

마지막으로 조금 깊이 들어가자면 박막의 step coverage즉 입자가 증착할때 진공이 아니면 여러입자끼리 충돌하여 일자로 떨어지지 않아 옆부분에 증착이 되게 됩니다.



Q

이도 시간과 마찬가지로 진공으로 공간, 에너지를 정의하게 되는데 진공이 되려 공간과 에너지로 정의가 됩니다......


 



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