КРИОСТАТ С РЕГУЛИРОВАНИЕМ ТЕМПЕРАТУРЫ ОБРАЗЦА Советский патент 1973 года по МПК F17C3/08 F25D3/10 

1

Изобретение относится к низкотемнературной измерительной технике, может быть использовано прн исследовании электрофизических и онтических CBoiiCTB полупроводников и касается криостатов с регулированием температуры исследуемых образцов.

В практике физических исследований известны криостаты, в которых юддерживают температуру, близкую к 77°КТакой криостат представляет собой корпус, внутри которого помен ают подложку с исследуемым образцом. Подложку соединяют с теплоотводом, имеющим выход наружу, а кориус после закрепления образца герметизируют. Для охлаждеиия образца теплоотвод приводят в контакт с хладагентом, в качестве которого чаще всего используют жидкий азот. Хорошая тепловая изоляция подложки от окружаюндей среды обеспечивает сохранепне низкой температуры в рабочем объеме криостата.

Для изменения температуры образца теплоотвод и подложку нагревают лнбо «самоходом, либо с помощью электрического иагревателя, укрепленного иа теилоотводе. При изменении температуры электрическим нагревателем тепловое равновесие образца иеустойчиво из-за несоответствия мощностей, идущих на нагревание и охлаждение подложки, и для стабилизации температуры необходимо применение специальных устройств регулировки с отрицательиой обратной связью.

Цель изобретения состоит в создании криостата, в котором возможно поддержание задайной температуры в течение длительного времени без использования сложных устройств регулирования. Поставленная цель достигается созданием второго маломощного теплоотвода с нагревателем и самостоятельной емкостью с жидкостью, с помощью которых осуществляют плавиую регулировку подвода тепла к под.можке.

Па чертеже даиа коиструкцпл безвакуумиого криостата.

Крностат состоит из кориуса 1 и стакана 2

с ввинченными в них теплоотводами-верхним дополнительным 3 и нижним осиовным 4. Нижний основной теплоотвод 4 для охлаждения образца опускают в сооби1ающийся сосуд 5 с жидким азотом. Корпус 1 представляет собой ги.чьзу из фторопласта, запрессованную в пеиоиласт. Стакаи 2 из фторопласта вставляют р, корпус, и рабочий объем криостата герметизируют сверху специальной втулкой из эбоиита 6. Основной теплоотвод 4 и подложка 7 имеют сквозное отверстие для выхода исиаряющегося азота, что зинчительио улучи1ает охлаледение исследуемого образца 8. Для охлаждеиия дополнительиого теплоотвода 5 жидкий азот заливают в стакан 2.

Дополнительный теплоотвод 3 представляет собой медную трубку малого сечения, припаянную к подложке 7. Он питается от отдельного источника жидкого азота и служит основным элементом регулировки и поддерживания температуры подложки. Температуру подложки 7 с помощью нагревателя 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 сообщающемся сосуде и малая мощиост дополнительного теплоотвода 3 обеспечивают постоянство температуры подложки во время измерения. Возможный при этом градиент температуры по подложке весьма 1езначителе11 и наблюдается только в ближайщен к медной трубке верхней ее части.

В описанном крностате плавная регулировка температуры осуществляется в диапазоне 90-200°К с задержкой температуры в выбранной точке температурного диапазона порядка 10-15 мин и с уходом ее за это время не более 2°К.

Предмет изобретения

Криостат с рег лированием температуры образца, состоящий из герметизированного корпуса, внутри которого расположена подложка с основным теплоотводом, находящимся в контакте с сосудом с жидким хладагентом, отличающийся тем, что, с целью поддержання заданной температуры подложки в течение длительного времени, криостат снабжен дополнительным теплоотводом с нагревателем и самостоятельной емкостью с жидким х.ггадагентом, выполненной в виде стакана.