Návrh držáku vzorků s elektrickými kontakty pro UHV SEM/SPM

Abstract

Práce se zabývá návrhem držáku vzorku s elektrickými kontakty pro UHV SEM/SMP mikroskop, který bude pracovat za nízkých teplot (20 K – 300 K). Nově navržený držák vzorku je vybaven deseti odpruženými kontakty pro elektrické spojení transportní paletky se vzorkem, která bude osazena teplotním snímačem a topným elementem. Dvě čtveřice kontaktů jsou vyhrazeny pro vzorek a teplotní snímač, zbývající dvojice pro topný element. Z provedené rešeršní studie komerčně dostupných držáků vzorků vyplývá, že držáky pro uvažované použití nejsou na trhu dostupné. Při nízkoteplotních testech nově navrženého držáku vzorků ve zkušební vakuové komoře s průtokovým systémem chlazení, byla dosažena mezní teplota držáku 24 K při teplotě okolí 300 K. Funkce kontaktů byla úspěšně ověřena měřením přechodového elektrického odporu na spoji pevné a odpružené části kontaktů. Dále byl proveden návrh úprav držáku vzorků pro použití za vysokých teplot (300 K – 700 K).The presented thesis focuses on designing a sample holder for an UHV SEM/SPM microscope suitable for using in low temperature (20 K - 300 K) applications. This newly designed sample holder is equipped with ten spring-loaded contacts for electrical connection of a transport pallet to the sample holder, which will be equipped with a temperature sensor and a heating element. Two quadruples of contacts are reserved for the sample and the temperature sensor and the remaining pair for the heating element. A thorough research study of commercially available sample holders indicates that the holders for the intended use are not available on the market. In the low-temperature tests of the newly designed sample holder, the limit temperature of the 24 K was reached in a test vacuum chamber with a flow cooling system. The ambient temperature was 300 K. The contact function was successfully verified by measuring the transient electrical resistance at the fixed and the spring contact sections. Additionally, a modification of the sample holder for high temperature (300 K - 700 K) was suggested.