SU390328A1

SU390328A1 - CRYOSTAT WITH REGULATING SAMPLE TEMPERATURE

Info

Publication number: SU390328A1
Application number: SU1668836A
Authority: SU
Inventors: Г. Аветис Г. И. Репников
Priority date: 1971-06-09
Filing date: 1971-06-09
Publication date: 1973-07-11

Description

1one

Изобретение относитс к низкотемнературной измерительной технике, может быть использовано прн исследовании электрофизических и онтических CBoiiCTB полупроводников и касаетс криостатов с регулированием температуры исследуемых образцов.The invention relates to low-temperature measuring equipment, the study of electrophysical and ontic CBoiiCTB semiconductors can be used, and concerns cryostats with temperature control of the samples under study.

В практике физических исследований известны криостаты, в которых юддерживают температуру , близкую к 77°КТакой криостат представл ет собой корпус , внутри которого помен ают подложку с исследуемым образцом. Подложку соедин ют с теплоотводом, имеющим выход наружу, а кориус после закреплени образца герметизируют . Дл охлаждеии образца теплоотвод привод т в контакт с хладагентом, в качестве которого чаще всего используют жидкий азот. Хороша теплова изол ци подложки от окружаюндей среды обеспечивает сохранепне низкой температуры в рабочем объеме криостата .In the practice of physical research, cryostats are known, in which a temperature close to 77 ° C is held. Such a cryostat is a housing within which the substrate is replaced with the sample under study. The substrate is connected to a heat sink having an outlet to the outside, and the corius is sealed after the specimen has been attached. To cool the sample, the heat sink is brought into contact with the refrigerant, which is most often used as liquid nitrogen. Good thermal insulation of the substrate from the environment ensures that the temperature in the working volume of the cryostat remains low.

Дл изменени температуры образца теплоотвод и подложку нагревают лнбо «самоходом , либо с помощью электрического иагревател , укрепленного иа теилоотводе. При изменении температуры электрическим нагревателем тепловое равновесие образца иеустойчиво из-за несоответстви мощностей, идущих на нагревание и охлаждение подложки, и дл стабилизации температуры необходимо применение специальных устройств регулировки с отрицательиой обратной св зью.To change the temperature of the sample, the heat sink and the substrate are heated with either a self-propelled gun or with an electric heater attached to a heat sink. When the temperature is changed by an electric heater, the thermal equilibrium of the sample is unstable due to the mismatch of the power used to heat and cool the substrate, and to adjust the temperature, it is necessary to use special adjustment devices with negative feedback.

Цель изобретени состоит в создании криостата , в котором возможно поддержание задайной температуры в течение длительного времени без использовани сложных устройств регулировани . Поставленна цель достигаетс созданием второго маломощного теплоотвода с нагревателем и самосто тельной емкостью с жидкостью, с помощью которых осуществл ют плавиую регулировку подвода тепла к под.можке.The purpose of the invention is to create a cryostat in which it is possible to maintain the desired temperature for a long time without using complex control devices. This goal is achieved by creating a second low-power heat sink with a heater and a self-contained liquid tank, with the help of which a direct adjustment is made to the heat supply to the underpower.

Па чертеже даиа коиструкцпл безвакуумиого криостата.Pa drawing daia koystruktspl vacuum-free cryostat.

Крностат состоит из кориуса 1 и стакана 2Knostat consists of corus 1 and glass 2

с ввинченными в них теплоотводами-верхним дополнительным 3 и нижним осиовным 4. Нижний основной теплоотвод 4 дл охлаждени образца опускают в сооби1ающийс сосуд 5 с жидким азотом. Корпус 1 представл ет собой ги.чьзу из фторопласта, запрессованную в пеиоиласт. Стакаи 2 из фторопласта вставл ют р, корпус, и рабочий объем криостата герметизируют сверху специальной втулкой из эбоиита 6. Основной теплоотвод 4 и подложка 7 имеют сквозное отверстие дл выхода исиар ющегос азота, что зинчительио улучи1ает охлаледение исследуемого образца 8. Дл охлаждеии дополнительиого теплоотвода 5 жидкий азот заливают в стакан 2.with the heatsinks screwed into them — an upper additional 3 and a lower axial axis 4. The lower main heat sink 4 is lowered into the communicating vessel 5 with liquid nitrogen to cool the sample. Housing 1 is a fluoroplastic gypsum molded into a peoilast. The fluoroplastic stacks 2 insert p, the housing, and the working volume of the cryostat is sealed from above with a special eboiit sleeve 6. The main heat sink 4 and the substrate 7 have a through hole for the release of nitrogen nitrogen, which improves cooling of the test sample 8. For cooling additional heat sink 5 liquid nitrogen is poured into a beaker 2.

Дополнительный теплоотвод 3 представл ет собой медную трубку малого сечени , припа нную к подложке 7. Он питаетс от отдельного источника жидкого азота и служит основным элементом регулировки и поддерживани температуры подложки. Температуру подложки 7 с помощью нагревател 9 плавно повышают до требуемой величины. В этом случае теп.човое равновесие достигают отводом тепла по осис вмому теплоотводу 4 и плавпо рег}Лпруемы1М отводом-подводом тепла по дополнителыю.му теплоотводу 3. Запас жидкого азота в большом сообщающемс сосуде и мала мощиост дополнительного теплоотвода 3 обеспечивают посто нство температуры подложки во врем измерени . Возможный при этом градиент температуры по подложке весьма 1езначителе11 и наблюдаетс только в ближайщен к медной трубке верхней ее части.The additional heat sink 3 is a small-section copper tube attached to the substrate 7. It is fed from a separate source of liquid nitrogen and serves as the main element for adjusting and maintaining the temperature of the substrate. The temperature of the substrate 7 by means of the heater 9 is gradually increased to the desired value. In this case, the heat equilibrium is reached by heat removal through the heat sink 4 and floating reg.} Lprumeny1M heat removal through the additional heat sink 3. The supply of liquid nitrogen in a large interconnecting vessel and low power of the additional heat sink 3 ensure the substrate temperature constant measurement time. The possible temperature gradient over the substrate is quite a one-sign 11 and is observed only in the vicinity of the copper tube of its upper part.

В описанном крностате плавна регулировка температуры осуществл етс в диапазоне 90-200°К с задержкой температуры в выбранной точке температурного диапазона пор дка 10-15 мин и с уходом ее за это врем не более 2°К.In the described crohnostate, the temperature is continuously adjustable in the range of 90–200 ° K with a temperature delay at a selected point in the temperature range of the order of 10–15 min and with its departure during this time not more than 2 ° K.

Предмет изобретени Subject invention

Криостат с рег лированием температуры образца, состо щий из герметизированного корпуса, внутри которого расположена подложка с основным теплоотводом, наход щимс в контакте с сосудом с жидким хладагентом , отличающийс тем, что, с целью поддержанн заданной температуры подложки в течение длительного времени, криостат снабжен дополнительным теплоотводом с нагревателем и самосто тельной емкостью с жидким х.ггадагентом , выполненной в виде стакана.A cryostat with temperature control of the sample, consisting of a sealed enclosure inside which a substrate is located with the main heat sink in contact with the vessel with a liquid refrigerant, characterized in that, for a long time, the cryostat is provided with an additional heat sink with a heater and a self-contained capacity with liquid x. gadagent made in the form of a glass.