طراحي گيج خلأ يوني كاتد گرم به‌صورت آرايه مبتني بر MEMS

اندازه‌گيري خلأ  HVو UHV تا فشار 10^-12 تور از سال 1950 ميلادي تاكنون با گيج يوني كاتد گرم موسوم به بايارد آلپرت انجام مي‌گيرد. كارهاي تحقيقاتي انجام‌شده روي گيج يوني نوع MEMS كافي نبوده و تاكنون تجاري‌سازي نشده است. در اين مقاله انواع حس‌گر خلأ نوع MEMS و غير MEMS كه بتوانند خلأ HV و UHV را اندازه بگيرند، معرفي مي‌شوند. اين مقاله يك ايده گيج خلأ يوني مبتني بر فناوري MEMS به‌صورت آرايه و نيز طراحي و شبيه‌سازي آن را ارائه مي‌كند. اندازه گيج يوني پيشنهادي 1×5×1.2 mm3 بوده و حداقل 3000 برابر كوچك‌تر از نوع مرسوم (بايارد آلپرت) است. مصرف توان الكتريكي در اين طرح 50 برابر كمتر از نوع مرسوم است. ساختار طرح پيشنهادي شامل كلكتور، كاتد و شبكه آند از نوع مرسوم متفاوت بوده و مبتني بر فنّاوري MEMS است. كاتد در اين طرح از جنس نيكل بوده و مي‌تواند در دماي ℃750 الكترون‌فكني نمايد. طرح كاتد طوري است كه دما در طول آن تقريباً يكنواخت و مستقل از فشار خلأ است. طرح پيشنهادي داراي ضريب حساسيت 0.6 در محدوده اندازه‌گيري 10^-3 الي 10^-7×2 تور است. ضريب حساسيت در اين طرح 20 برابر كمتر از نوع مرسوم است كه عيب اين طرح را نشان مي‌دهد.