Способ установки образцов для исследования спектральных характеристик в условиях криогенных температур Советский патент 1990 года по МПК G01N1/28 G01N1/42 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано главным образом для научных исследований спектральных характеристик полупроводниковых и диэлектрических материалов в условиях криогенных температур (например, жидкого азота и жидкого гелия).

Цель изобретения - уменьшение вероятности образования трещин в тонких образцах (преимущественно, толщиной порядка десятков и сотен микрон).

На фиг.1 показано конструкция хладо- провода; фиг,2 - хл а до про вод с рамкой и образцом; фиг.3-5 - рамка с установленной на ней фольгой и образцом, вид спереди; на фиг.4 - то же, вид сбоку; на фиг.5 - то же, вид сзади.

В хладопроводе 1 (фиг,1) выполнены окна 2 (отверстия), предназначенные для установки в них рамок с исследуемым образцом, со стороны плоской грани 3. В нем же выполнены пазы 4 для закрепления рамок. Рамка 5 с фольгой 6, образцом 7 установлены на хладопроводе 1. В фольге 6 выполнено центральное отверстие 8 (соосное отверстию 2 в хладопроводе 1 после установки рамки 5 на хладопроводе 1), которое служит для прохождения светового потока (а также для его ограничения). В фольге 6 сделаны прорези 9 между центральным отверстием 8 и краями рамки 5. Рамка 5 имеет ушки 10, которые служат для крепления рамки к хладопроводу.

Способ для установки образцов из GaSb осуществляют следующим образом.

сл VI

-л

&

о.

4

В серебрянной фольге б вырезают отверстие 8 круглой формы (см. фиг.З) в центре (это отверстие должно быть соосно отверстию 2 в хладопроводе), затем делают две продольные прорези 9 вблизи края фольги симметрично относительно круглого отверстия 8 (по обе стороны от отверстия). При этом фольга б может быть как первоначально закреплена на рамке 5, так и после про- делывания указанных операций. При ручном изготовлении вначале закрепляют фольгу 6 на рамке 5, а затем прорезают в ней отверстия, так как в этом случае фольга находится в натянутом состоянии и манипуляции с ней на рамке проще. При применении метода штамповки для изготовления отверстий и прорезей в фольге первоначальное крепление фольги 6 на рамку 5 нецелесообразно.

Крепление фольги 6 к рамке 5 можно осуществить путем приклеивания сереб- рянным контактоломсдвух краев (за прорезями 9). При этом обеспечивается достаточно высокая теплопроводность между рамкой 5 и фольгой 6. Как уже отмечалось, фольга 6 выполняется из серебра, а рамка 5 - из меди. Толщина серебрянной фольги при установке образцов GaSb (толщиной 40-50 мм) 100 мкм,

После изготовления рамки 5, установки на ней фольги 6, выполнения в ней отверстия 8 и прорезей 9 размещают образец 7 между прорезями 9 (фиг.З и 4), приклеивают образец серебрянным контактолом. После сушки в течение 20-30 мин накладывают рамку на хладопровод 1 той стороной, где установлен образец 7, помещая ушки 10 (фиг.4 и 5) в пазы 4 (см. фиг.1). При этом с краев рамки 5 (вблизи ушек 10) под фольгу 6 (за прорезями 9) подкладывают проволочки (на чертеже не показаны), толщина которых несколько больше толщины образца 7. Толщину проволочек целесообразно выбирать на 10-30% больше толщины образца. Большую толщину брать нецелесообразно, так как ухудшается теплообмен между хладопровод ом 1 и образцом 7. При установке

образцов GaSb зазор между образцом и хладопроводом 10 мкм. После установки рамки 5 с образцом 7 на хладопроводе рамку 5 закрепляют. Закрепление рамки 5 осуществляется посредством ушек 10, которые

зажимают хладопровод 1 в пазах 4. Концы ушек 10 в месте контакта с хладопроводом 1 смазывают серебрянным контактолом.

На хладопроводе 1 может быть установлено таким образом несколько образцов 7 (в

приведенном примере два или три). Два образца устанавливаются тогда, когда есть необходимость снятия непосредственно спектра излучения источника, при этом одно отверстие 2 оставляется открытым. Смена образцов при исследовании спектральных характеристик осуществляется путем перемещения хладопровода вдоль оси.

Формула изобретения

Способ установки образцов для исследования спектральных характеристик в условиях криогенных температур путем крепления их к окнам хладопровода, отличающийся тем, что, с целью уменьшения

вероятности образования трещин в тонких образцах, предварительно образец закрепляют на слое серебрянной фольги с отверстием, перекрывая им отверстие в этом слое, и прикрепляют фольгу к металлической рамке, которую закрепляют на окне хладопровода с зазором между образцом и хладопроводом, причем в фольге дополнительно делают прорези между центральным отверстием и местом закрепления рамки к

0 хладопроводу, а образец приклеивают к слою фольги серебрянным контактолом между прорезями.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для научных исследований спектральных характеристик твердых тел в условиях вакуума и криогенных температур (например, жидкого азота и жидкого гелия). С целью уменьшения вероятности образования трещин в тонких образцах при охлаждении до криогенных температур вначале образцы устанавливают на тонкую серебряную фольгу, прикрепленную к рамке, а затем рамку устанавливают на хладопроводе. При установке рамки подкладывают с боков проволочки, толщина которых больше толщины образца. Перед установкой образцов на фольгу в ней делают центральное отверстие для прохождения излучения и прорези по бокам симметрично отверстию. Прорези способствуют выравниванию теплового потока к образцу и уменьшают влияние термических деформаций рамки и фольги на образец. 5 ил.