用于控制蒸气单元中的对象材料的蒸气压的技术和相关方法与流程

本公开整体涉及用于控制在针对原子钟和其它应用的蒸气单元中的对象材料的蒸气压的技术。更具体地，所公开的示例涉及用于控制碱金属蒸气压的结构和材料，该结构和材料可改善跨更广泛的温度范围的操作的可靠性。

背景技术：

1、根据开尔文方程：蒸气压受表面张力的影响。其中，p/psat为压力与饱和压力的比率，γ为表面张力，vm为液体的摩尔体积，r为液滴的半径，r为普适气体常数，并且t为绝对温度。蒸气压与多种操作环境相关，包括但不限于原子钟。

技术实现思路

1、在一些示例中，使用蒸气单元的方法可涉及提供包括主体的蒸气单元，该主体限定在主体内的腔。蒸气单元在腔内的至少一个表面的至少一部分可包括至少一个孔，该至少一个孔具有约500微米或更小的平均尺寸，如在垂直于至少一个表面的方向上测量的。可通过引起在至少一个孔内的处于液态的对象材料的暴露表面具有与处于液态的对象材料的暴露表面在平坦的无孔表面上将具有的形状不同的形状来利用至少一个孔控制对象材料的蒸气压。

2、在其它示例中，蒸气单元可包括主体，该主体限定在主体内的腔。蒸气单元在腔内的至少一个表面可包括至少一个孔，该至少一个孔具有约500微米或更小的平均尺寸，如在与至少一个表面平行的方向上测量的。至少一个孔的大小、形状、位置和构造可被设定成通过引起在至少一个孔内的处于液态的对象材料的暴露表面具有与处于液态的对象材料的暴露表面在平坦的无孔表面上将具有的形状不同的形状来控制在腔内的对象材料的蒸气压。

3、在其它实施方案中，制作蒸气单元的方法可涉及形成蒸气单元的主体，该主体限定在主体内的腔。可在腔内的蒸气单元的至少一个表面的至少一部分中形成包括小于500微米的平均尺寸的至少一个孔，该平均尺寸是在与至少一个表面平行的方向上测量的。至少一个孔的大小、形状、位置和构造可被设定成通过引起在至少一个孔内的处于液态的对象材料的暴露表面具有与处于液态的对象材料的暴露表面在平坦的无孔表面上将具有的形状不同的形状来控制在腔内的对象材料的蒸气压。

技术特征：

1.一种使用蒸气单元的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，还包括利用所述至少一个孔引起在所述至少一个孔内的处于所述液态的所述对象材料的负弯月面为凹形。

3.根据权利要求2所述的方法，其中引起在所述至少一个孔内的处于所述液态的所述对象材料的所述负弯月面为凹形包括使邻近所述至少一个孔的处于蒸气状态的所述对象材料的蒸气压低于接近所述平坦的无孔表面的所述对象材料的蒸气压。

4.根据权利要求1所述的方法，包括选择所述对象材料以包括碱金属材料。

5.根据权利要求1所述的方法，选择所述对象材料以包括碱金属材料的混合物。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个孔包括微孔阵列、纳米孔阵列或微孔和纳米孔阵列。

7.根据权利要求1所述的方法，其中提供所述蒸气单元包括提供所述蒸气单元使得所述主体在所述腔内的至少一个表面包括所述至少一个孔。

8.根据权利要求1所述的方法，其中提供所述蒸气单元包括提供所述蒸气单元使得在所述腔内的离散材料块体包括所述蒸气单元在所述腔内的包括所述至少一个孔的所述至少一个表面，所述离散材料块体与所述主体离散。

9.根据权利要求8所述的方法，其中提供所述蒸气单元使得在所述腔内的所述离散材料块体包括所述至少一个表面包括提供所述蒸气单元使得所述离散材料块体附接到在所述腔内的所述主体。

10.根据权利要求8所述的方法，其中提供所述蒸气单元使得在所述腔内的所述离散材料块体包括所述至少一个表面包括提供所述蒸气单元使得所述腔的几何形状将所述离散材料块体的位置约束在所述腔内的特定位置中。

11.根据权利要求1所述的方法，包括利用朝向所述蒸气单元取向的辐射源将辐射朝向在所述蒸气单元内的所述对象材料指引。

12.根据权利要求1所述的方法，其中提供所述蒸气单元包括提供所述蒸气单元使得所述至少一个表面的平均表面粗糙度形成所述至少一个孔。

13.根据权利要求1所述的方法，其中提供所述蒸气单元包括提供所述蒸气单元使得所述至少一个孔的所述平均尺寸在5nm与1微米之间。

14.一种蒸气单元，包括：

15.根据权利要求14所述的蒸气单元，包括位于所述腔内的所述对象材料，所述对象材料包括碱金属材料。

16.根据权利要求14所述的蒸气单元，其中在所述腔内的所述至少一个表面包括硅材料。

17.根据权利要求14所述的蒸气单元，其中在所述腔内的所述至少一个表面包括所述主体的至少一个表面，所述主体至少部分地限定所述腔。

18.根据权利要求14所述的蒸气单元，其中在所述腔内的所述至少一个表面包括在所述腔内的离散材料块体，所述离散材料块体与所述主体离散。

19.根据权利要求14所述的蒸气单元，其中所述至少一个孔的所述平均尺寸在5nm与1微米之间。

20.根据权利要求14所述的蒸气单元，其中所述至少一个表面的平均表面粗糙度在5nm与1微米之间。

21.一种制作蒸气单元的方法，包括：

22.根据权利要求21所述的方法，包括控制所述至少一个表面的平均表面粗糙度以形成所述至少一个孔。

23.根据权利要求22所述的方法，其中控制所述至少一个表面的所述平均表面粗糙度包括在所述至少一个表面上执行深反应离子蚀刻。

技术总结使用蒸气单元的方法可涉及提供包括主体的蒸气单元，该主体限定在该主体内的腔。该蒸气单元在该腔内的至少一个表面的至少一部分可包括至少一个孔，该至少一个孔具有约500微米或更小的平均尺寸，如在平行于该至少一个表面的方向上测量的。可通过引起在该至少一个孔内的处于液态的对象材料的暴露表面具有与处于液态的该对象材料的该暴露表面在平坦的无孔表面上将具有的形状不同的形状来利用该至少一个孔控制在该腔内的对象材料的蒸气压。技术研发人员：R·卢特瓦克受保护的技术使用者：微芯片技术股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/29