|
|
Materials and their application in low temperature parts of STM microscope
Voňka, Jakub ; Vlček, Ivan (oponent) ; Urban,, Pavel (vedoucí práce)
Cryogenic flow cryostat with liquid helium (LHe) is being developed by Group of Cryogenics and Superconductivity at Institute of Scientific Instruments for the existing scanning tunneling microscope (STM) working at ambient temperature at Institute of Physical Engineering. This thesis deals with the selection of materials and determination of their material characteristics for potential use in some parts of the low temperature STM (LT-STM), focusing mostly on thermal conductivity in temperature range from 4 K to 300 K. Problematics of copper braids for thermal connection of the sample with cold heat exchanger is discussed. CuCrZr alloy was closely studied as a possible material for sample holder. Heat fluxes through low conductive supports based on thermal resistance of spherical contacts were determined for possible use as an insulation between cold sample holder and STM table.
|
|
|
Návrh a ověření nízkoteplotní části UHV - STM mikroskopu
Voňka, Jakub ; Rotter, Miloš (oponent) ; Urban, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá návrhem a ověřením chladícího systému a nízkoteplotní části UHV - STM mikroskopu, který bude pracovat při proměnné teplotě vzorku v rozsahu 20K - 300K. Vzhledem k požadované proměnné teplotě je použito heliového průtokového systému chlazení s využitím studeného He (~ 5 K) jako chladiva. Jsou řešeny dvě varianty nízkoteplotní části mikroskopu, v první verzi je chlazen pouze nosič vzorků, v druhém verzi je chlazen celý STM mikroskop. Navržený chladící systém tvoří He průtokový kryostat, který umožňuje připojení k zásobníku kapalného He (LHe) prostřednictvím nízkoztrátového He přepouštěče. Kryostat sestává z přívodů He, tepelných výměníků a měděných svazků (tzv. "braidů") pro tepelnou vazbu nosiče vzorků/STM mikroskopu a tepelně izolačního štítu kolem stolku mikroskopu s tepelnými výměníky. V práci je popsán návrh a konstrukce průtokového kryostatu s prvotními testy v sestrojené vakuové komoře. Dále je zde detailní rozbor tepelných toků tepelně izolačními podpěrami založených na styku sférických ploch a analýza tepelných toků v nízkoteplotní části chlazeného STM mikroskopu. Téma bylo řešeno ve spolupráci s Ústavem přístrojové techniky AV ČR, v.v.i. v Brně.
|
|
|
Návrh a ověření nízkoteplotní části UHV - STM mikroskopu
Voňka, Jakub ; Rotter, Miloš (oponent) ; Urban, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá návrhem a ověřením chladícího systému a nízkoteplotní části UHV - STM mikroskopu, který bude pracovat při proměnné teplotě vzorku v rozsahu 20K - 300K. Vzhledem k požadované proměnné teplotě je použito heliového průtokového systému chlazení s využitím studeného He (~ 5 K) jako chladiva. Jsou řešeny dvě varianty nízkoteplotní části mikroskopu, v první verzi je chlazen pouze nosič vzorků, v druhém verzi je chlazen celý STM mikroskop. Navržený chladící systém tvoří He průtokový kryostat, který umožňuje připojení k zásobníku kapalného He (LHe) prostřednictvím nízkoztrátového He přepouštěče. Kryostat sestává z přívodů He, tepelných výměníků a měděných svazků (tzv. "braidů") pro tepelnou vazbu nosiče vzorků/STM mikroskopu a tepelně izolačního štítu kolem stolku mikroskopu s tepelnými výměníky. V práci je popsán návrh a konstrukce průtokového kryostatu s prvotními testy v sestrojené vakuové komoře. Dále je zde detailní rozbor tepelných toků tepelně izolačními podpěrami založených na styku sférických ploch a analýza tepelných toků v nízkoteplotní části chlazeného STM mikroskopu. Téma bylo řešeno ve spolupráci s Ústavem přístrojové techniky AV ČR, v.v.i. v Brně.
|
|
|
Materials and their application in low temperature parts of STM microscope
Voňka, Jakub ; Vlček, Ivan (oponent) ; Urban,, Pavel (vedoucí práce)
Cryogenic flow cryostat with liquid helium (LHe) is being developed by Group of Cryogenics and Superconductivity at Institute of Scientific Instruments for the existing scanning tunneling microscope (STM) working at ambient temperature at Institute of Physical Engineering. This thesis deals with the selection of materials and determination of their material characteristics for potential use in some parts of the low temperature STM (LT-STM), focusing mostly on thermal conductivity in temperature range from 4 K to 300 K. Problematics of copper braids for thermal connection of the sample with cold heat exchanger is discussed. CuCrZr alloy was closely studied as a possible material for sample holder. Heat fluxes through low conductive supports based on thermal resistance of spherical contacts were determined for possible use as an insulation between cold sample holder and STM table.
|
|
|
Design and Testing of Low Temperature Part of an UHV – SPM Microscope
Frolec, Jiří ; Vonka, J. ; Hanzelka, Pavel ; Králík, Tomáš ; Musilová, Věra ; Urban, Pavel
We have developed low temperature part of an ultra high vacuum scanning probe microscope (UHV-SPM) working at variable temperature within the range from 20 K to 700 K. To achieve the required temperature range, a flow cooling system using cryogenic helium (approximately 5 K) as a coolant was designed. The system consists of a flow cryostat and a flexible low-loss transfer line connecting a Dewar vessel with the flow cryostat. We have also tested liquid nitrogen (approximately 77 K) as an alternative low-cost coolant. Using nitrogen, the microscope can operate at temperatures of about 100 K and higher. As the flow of the coolant through the cryostat can cause thermally induced two-phase flow fluctuations resulting in instability in temperatures, preliminary tests were done in order to find ways of avoiding the temperature oscillations and optimising the cooling process.
|
host ::
RSS.