ゲッター

ゲッターとは、真空システム内部に設置され、真空状態を維持・完成させるための反応性物質の堆積物です。ガス分子がゲッターに衝突すると、化学反応または吸着によって結合します。このようにして、ゲッターは真空空間から微量のガスを除去します。ゲッターは通常、真空チャンバー内の表面に塗布されたコーティングです。

真空は、まず容器を真空ポンプに接続することによって作られます。十分な真空が得られたら、容器を密閉するか、真空ポンプを稼働させたままにすることができます。ゲッターは、真空管（陰極線管（CRT）を含む）、真空絶縁ガラス（または真空ガラス）^{[ 1 ]}、真空絶縁パネルなど、長時間真空を維持する必要がある密閉システムで特に重要です。これは、真空が確立された後も、容器の内面から吸着ガスが長時間放出されるためです。ゲッターは、酸素などの反応性ガスが表面から脱着するか、システム内に継続的に浸透する限り（微細な漏れや透過性材料を通じた拡散）、残留ガスを継続的に除去します。真空ポンプによって継続的に排気されるシステムでも、残留ガスを除去するためにゲッターが使用されることが多く、多くの場合、ポンプ単独で達成できるよりも高い真空度を実現します。ゲッターは、多くの場合微量しか存在せず、可動部品もありませんが、それ自体が真空ポンプとして機能します。これは反応性ガスの究極の化学的吸収源である。^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

ゲッターは不活性ガスとは反応しないが、一部のゲッターは可逆的に不活性ガスを吸着する。また、水素は通常、反応ではなく吸着によって処理される。

大気による汚染を避けるため、ゲッターは組み立て中は不活性な状態で真空システムに導入され、排気後に活性化される必要がある。これは通常、加熱によって行われる。^{[ 7 ]}ゲッターの種類によって、この方法は異なる。

フラッシュされたゲッター

ゲッター材は、組み立て時および初期排気時にはリザーバー内で不活性状態に保持され、その後、通常は誘導加熱によって加熱・蒸発されます。蒸発したゲッター（通常は揮発性金属）は、残留ガスと瞬時に反応し、チューブの冷たい壁面に薄いコーティング（ゲッタースポットまたはゲッターミラー）として凝縮し、ガスを吸収し続けます。これは最も一般的なタイプで、低出力真空管に用いられています。

非蒸発性ゲッター（NEG）^{[ 8 ]}

ゲッターは固体状態のままである。

コーティングゲッター

真空システムの金属部品のうち、使用中に加熱される部分に施されるコーティング。通常は不揮発性金属粉末を焼結して多孔質コーティングとし、 運転中に200～1200℃の温度に維持される真空管の電極表面に塗布する。

大量収集家

ガスを吸収する金属のシート、ストリップ、ワイヤー、または焼結ペレットで、高温部品に取り付けるか、または独立した発熱体によって加熱される。これらは多くの場合、再生または交換が可能である。

ゲッターポンプまたは吸着ポンプ

実験室の真空システムでは、バルクNEGゲッターは多くの場合、専用のヒーターを備えた別の容器に保管され、バルブを介して真空システムに接続され、飽和したときに交換または再生できるようにしている。^{[ 8 ]}

イオンゲッターポンプ

高電圧電極を使用してガス分子をイオン化し、ゲッター表面に送り込みます。これらは非常に低い圧力を実現でき、超高真空（UHV）システムにおいて重要です。^{[ 8 ]}

フラッシュゲッターは、真空システム内に揮発性で反応性の高い物質の貯蔵庫を配置することによって作製されます。システムを真空引きして粗真空下で密封した後、物質を加熱します（通常は高周波誘導加熱）。蒸発後、物質はシステムの内表面にコーティングとして堆積します。フラッシュゲッター（通常はバリウム製）は、真空管で一般的に使用されています。ほとんどのゲッターは、真空管のガラス管の内側に銀色の金属斑点として見ることができます。大型の伝送管や特殊システムでは、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、ストロンチウム、セシウム、リンなどのより特殊なゲッターがよく使用されます。

ゲッターが大気にさらされると（例えば、チューブが破損したり、漏れが生じたりした場合）、白く変色して使用できなくなります。そのため、フラッシュ処理されたゲッターは密閉システムでのみ使用されます。正常に機能するリンゲッターは、酸化金属ゲッターと非常によく似ていますが、酸化金属ゲッターにはない虹色のピンクまたはオレンジ色を呈します。リンは、金属ゲッターが開発される以前は頻繁に使用されていました。

メンテナンスのために空気に開放する必要があるシステムでは、チタン昇華ポンプはフラッシュゲッターと同様の機能を提供し、繰り返しフラッシュすることができます。あるいは、非蒸発性ゲッターを使用することも可能です。

真空管／熱電子管、高圧ナトリウムランプ、一部のメタルハライドランプといった密閉型真空デバイスに馴染みのない人は、光沢のあるフラッシュゲッターの堆積物に気づき、それがデバイスの故障や劣化の兆候だと誤解することがよくあります。現代の高輝度放電ランプは、フラッシュゲッターではなく、非蒸発性のゲッターを使用する傾向があります。

こうした装置に精通している人は、フラッシュゲッターの堆積物の外観から、内部の真空の硬さや品質を定性的に評価できる場合が多い。光沢のある堆積物は、良好な真空状態を示している。ゲッターが消耗すると、堆積物は薄く半透明になり、特に端部で顕著になる。茶色がかった赤色の半透明の外観を呈する場合もあり、これはシール不良、あるいは装置が高温で長期間使用されていることを示している。白い堆積物（通常は酸化バリウム）は、上記の蛍光表示モジュールに示されているように、真空システムのシールが完全に破損していることを示す。

高温で機能する非蒸発性ゲッターは、一般的に特殊合金の薄膜で構成され、多くの場合、主成分はジルコニウムです。合金材料は室温で不動態層を形成し、加熱すると消失することが求められます。一般的な合金は、St（Stabil）に続いて数字が続く形式で命名されます。

• St 707は、ジルコニウム70%、バナジウム24.6% 、残りは鉄で構成されている。
• St 787は、ジルコニウム80.8%、コバルト14.2% 、残りはミッシュメタルです。
• St 101はジルコニウム84％、アルミニウム16％で構成されている。^{[ 9 ]}

電子機器で使用される真空管では、ゲッター材料は管内のプレートをコーティングし、通常動作時に加熱されます。半導体製造などのより一般的な真空システムでゲッターを使用する場合、ゲッターは真空チャンバー内に独立した装置として導入され、必要に応じてオンになります。堆積およびパターン化されたゲッター材料は、密閉されたキャビティ内で超高真空を実現するためにマイクロエレクトロニクスパッケージで使用されています。ゲッターの排気能力を高めるには、プロセス上の制約を考慮して、活性化温度を最大化する必要があります。^{[ 10 ]}

もちろん、システムが十分に真空状態でないときにゲッターを加熱しないことが重要です。

• イオンポンプ（物理学）

• ストークス、ジョン・W.『ラジオ真空管と真空管の70年：技術者、歴史家、コレクターのためのガイド』ベスタル・プレス、1982年。
• ライヒ、ハーバート・J.電子管の原理。単純な回路の理解と設計。オーディオ・アマチュア無線出版、1995年5月。（1941年のオリジナル版の復刻版）。

• GU74B / 4CX800Aでゲッターを有効化する方法
• MEMS振動ジャイロスコープにおいて200万を超えるQ値を実現する超高真空パッケージングプロセス、IEEE Sensors Letters