Криостат для исследования электрофизических свойств полупроводниковых материалов

5 10 15 20 25 30 формула изобретения 35 40 45 50 Изобретение относится к вакуумно-криогенной технике и может быть использовано для исследования электрофизических свойств полупроводниковых материалов в условиях криогенных температур.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет стабилизации температуры образца.На чертеже изображен криостат для исследования электрофизических свойств полупроводниковых материалов, разрез.Криостат для исследования электрофизических свойств полупроводниковых материалов содержит сосуд 1 Дьюара с укрепленной в его горловине вакуумной камерой 2, установленный в ней объектодержатель, содержащий медный блок 3, закрепленный на трубке 4, приваренной к верхней крышке криостата, и хвостовой элемент 5 в виде полого конуса для контакта с днищем камеры 2. На медном блоке 3 располагают образец 6, электрически изолированный от него с помощью прокладки 7, нагреватель 8 и термометр 9. Экран 1 О служит для защиты образца 6 от ИК-излучения. Хвостовой элемент 5 прикреплен к экрану 10, На наружных стенках вакуумной камеры 2 в зоне размещения образца 6 укреплен сверхпроводящий соленоид 11. В полости вакуумной камеры 2 между стенкой и объектодержателем установлена цилиндрическая обечайка 12 для разделения полости камеры 2 на две зоны. В центральной части днища камеры 2 выполнен конический элемент 13 с острым углом при вершине для фиксации на нем хвостового элемента 5, При этом внутренняя часть элемента 5 соответствует поверхности конического элемента 13 днища. Диаметр поверхности камеры 2 составляет не более 0,8 диаметра горловины сосуда Дьюара.Криостат работает следующим образом.Образец 6 устанавливают на медном блоке 3 об ьектодержателя, электрически изолируя его с помощью прокладки 7, Объектодержатель помещают в вакуумную камеру, фиксируя хвостовой элемент 5 на коническом элементе 13 днища камеры 2. После этого вакуумную камеру 2 откачивают форвакуумным насосом, охлаждают жидким азотом и опускают в сосуд Дьюара. Охлаждение объектодержателя осуществляется через хвостовой элемент 5. Установку температуры осуществляют с помощью нагревателя 8. Температуру измеряют термометром 9,Предлагаемый криостат позволяет регулировать температуру по линейному, квадратичному, ступенчатому законам. Мини. мальная рабочая температура 4,5 К,Цилиндрическая обечайка 12, установленная между стенкой и объектодержателем,обеспечивает экранировку образца 6 от колебаний температуры газообразного гелия за счет равновесности ее температуры, обусловленной постоянством температуры верхней и нижней частей. Колебания температуры газообразного гелия происходят из-за испарения жидкого гелия, попадания воздуха через горловину сосуда Дьюара, протекания тока через подводящие к магниту провода, Конический элемент 13 с острым углом при вершине служит для фиксации в нем хвостового элемента 5, уменьшает влияние вибраций, обусловленных испарением жидкого гелия, на надежность теплового контакта между хвостовым элементом 5 и днищем камеры 2.При диаметре вакуумной камеры более 0,8 диаметра горловины сосуда Дьюара кольцевое отверстие между горловиной сосуда Дьюара и вакуумной камерой замерзает, что приводит к резкому повышению давления газообразного гелия и далее к взрыву. При соблюдении отношения диаметра трубы вакуумной камеры к диаметру горловины сосуда Дьюара 0,8 и ниже удается проводить измерения электрофизических свойств полупроводниковых материалов с высокой точностью в условиях безопасной работы. В сравнении с известным предлагаемый криостат позволяет повысить точность исследования электрофизических свойств полупроводниковых материалов в 2 раза. Криостат для исследования электрофи зических свойств полупроводниковых материалов, содержащий сосуд Дьюара с укрепленной в его горловине вакуумной камерой, установленный в ней объектодерж зтель с нагревателем и хвостовым элементом в виде полого конуса для контакта с днищем камеры и укрепленный на наружных стенках вакуумной камеры в зоне размещения образца свехпроводящий соленоид, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения при исследовании за счет стабилизации температуры образца, в полости вакуумной камеры между стенкой и объектодержателем установлена цилиндрическая обечайка для разделения указанной полости на две зоны, а в центральной части днища камеры выполнен конический элемент с острым углом при вершине для. фиксации на нем хвостового элемента, при этом внутренняя часть последнего соответствует поверхности конического элемента днища, а диаметр вакуумной камеры составляет не более 0,8 диаметра горловины сосуда Дьюара