Original title: Návrh a ověření nízkoteplotní části UHV - STM mikroskopu
Translated title: Design and verification of low temperature part of UHV – STM microscope
Authors: Voňka, Jakub ; Rotter, Miloš (referee) ; Urban, Pavel (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2013
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
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. The diploma thesis addresses the design and experimental verification of cooling system and low temperature part of UHV - STM working in temperature range of 20K - 300K. Due to the demand of variable temperature, the flow cooling system with cryogenic (~5 K) helium (He) is used. Two variants of the low temperature part of the microscope are studied. First the version with cooling only the sample holder, and second with cooling of the whole STM. Designed cooling system consists of He flow cryostat allowing to connect it to the Dewar vessel with liquid helium (LHe) using a low-loss transfer line. The cryostat consists of He inlet and outlet, heat exchangers and copper strains (i.e. braids) for the thermal connection of the sample holder/STM and radiation shield around the STM with the heat exchangers. The thesis describes the design of the flow cryostat and its initial tests in the designed vacuum chamber. Heat flow through a spot contact is also discussed to estimate thermal conductance of insulation supports based on thermal resistance of spherical contacts. The thesis was elaborated in collaboration with the Institute of Scientific Instruments of the ASCR, v.v.i.
Keywords: cryogenics; flow LHe cryostat; STM; kryogenika; průtokový LHe kryostat; STM

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/25642

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-552203


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses