标签: 实验室低温

一、概述： 系统组成： 该系统由氦制冷机、氦压缩机、水冷机、真空泵组、温度传感器、控温仪、真空腔体、KF25真空抽口、以及制冷机支架、样品台、样品卡等附件共同构成。 产品特点： 1.制冷量：**制冷7W@45K，二级制冷1.0W@4K，所需电为380V，50Hz。 2.工作压力：<2×10 -4 Pa；正常生产时，会经过氦气质谱检漏仪捡漏，真空度可以达到10 -4 Pa，（可选10 -6 Pa）依据泵的极限真空而定。 3.温度监控：样品台处设置一处温度测量点，监控并显示样品处的温度。测温精度±0.01K。 4.样品降温和升温时间：制冷至4K的时间小于2.2h（腔室加大后会延长制冷时间），制冷关机后在真空下恢复到常温的时间小于3h，该装置采用无液氦闭循环制冷机制冷，制冷量为4K@1.0W，无负载是降温到70K所需时间为60min，当安装上负载后，考虑到负载以及相关支撑装置的冷却，制冷时间会相应的加长，但是依据经验，该降温时间大约在1.2h，满足实验要求。 5.集成控制系统：控制真空系统、制冷机的运行及**反馈功能。可设置和显示工作目标参数和系统工作状态，具备反馈**控制功能。 ​ 技术指标： 震动量：＜10nm 变温范围：4.5K-325K（零下269.15℃-零上51℃） 测温精度：0.01℃ 真 空 度：10 -4 pa 光学窗口：2只（可定制） 窗口材料：熔融石英 输出电极：8根 二、操作流程 1：将按照所需要做的实验进行安装相应的卡具。安装完成后按照图纸将系统组件完毕。 2：使用分子泵组将分子泵组的分子泵抽气端口和真空腔体的KF25的真空抽气口用焊接波纹管连接在一起，打开波纹管上的高真空挡板阀，开启分子泵组，将系统内的真空度降至低于2X10 -4 Pa，关闭挡板阀移除波纹管（若实验时不碍事可以不进行拆除）； 3：连接控温仪，开启压缩机，对系统内的进行降温，降温至4K以下。在控温仪上显示附近的温度，以及冷头处的温度。 4：测试完成后，关闭压缩机，等待系统自动升温。 热仿真分析 在降温至4K时，制冷机的功率为1.2W，此时对整个所处环境进行热仿真分析，具体分析结果如下图。 根据热仿真结果可知，在4.2K时，温度均匀一致。 更多指标：详询锦正茂科技

在科研领域，尤其是在凝聚态物理领域，低温相关的研究非常普遍，那自然也就少不了低温设备的应用。 ​ 低温设备，就是指能提供低温测试环境的科研仪器，按照可达到的最低温度，主要可以分为液氮恒温器、 10K 制冷机、 4K 制冷机。液氮的沸点在 77K ，所以一般来说，以液氮为冷源的液氮恒温器最低温度可以达到 80K 左右。制冷机是以高纯高压氦气膨胀吸热作为冷源，往复循环，从而获得极低温。一般分为 10K 和 4K 两种低温制冷机。制冷机不要液氮或者液氦这类冷却介质，只需要提供电能即可正常工作。 冷源有了，如果想要调节温度高低，控制在某一温度进行实验，该如何实现呢？一般来说，可以在样品台位置安装温度传感器和加热器，以加热器作为热源，通过控温仪控制温度传感器和加热器，来调节想要获取的实验温度。

与液氮恒温器相比，闭循环低温恒温器显得稍微复杂一些！这主要表现在组成部分、体积重量、使用操作、升降温时间等方面。闭循环低温恒温器主要由冷头、氦压缩机、两根氦气连管组成，配套设备还有控温仪、真空泵，可能还有循环水冷机。 由于闭循环低温恒温器重量较大，所以一般来说，一旦固定好位置，就不再轻易挪动，这一点不像液氮恒温器那样，可以来回挪动使用方便。水、电、测试线等连接好之后，首先将样品放置好、抽好真空，然后开启循环水冷机，打开控温仪，就可以开启氦压缩机进行降温了，等温度稳定在目标值的时候，就可以开始进行测试了。 几点注意事项和常见问题 1. 如果氦气压缩机需要水冷，那在开启之前一定记得先开启循环水冷机 2. 降温之前一定要先将真空抽好 3. 打开腔体之前需要将温度升至室温 4. 如果发现温度无法降到指标温度，有几点可能的原因，一是冷头或者压 缩机需要维护了，二是压缩机需要补充氦气了，三是有较大漏热，比如真空没有抽好（此时恒温器外壁会结水或者结霜）、测试线过多或者碰壁了、光学窗口较大或者较多等。 5. 如果发现电学测量线路不通或者测试异常，需要分段检查线路，可能是测试线发生虚焊或者短路情况。 6. 如果发现控温仪温度显示异常，比如不显示或者数值明显不对，可能是线路问题、插头接触问题或者是控温仪的问题。 7. 使用过程中，如果发现恒温器出现声音异常，需要立即关机断电，并联系厂家检查处理。 8. 遇到未知、无法解决的问题时，应及时联系厂家。

产品概述： CCS（Closed Cycle System）制冷机利用了G-M热力学循环原理，对氦气进行压缩和膨胀，压缩机提供循环过程中所需的高压氦气，通过柔性金属氦气管线传输至冷头，压缩的氦气在冷头内膨胀制冷，膨胀后的低压氦气返回压缩机，重复循环。制冷机包括两级冷台，一级冷台用于冷却样品周围的防热辐射屏， 二级冷台用于冷却样品。 锦正茂科技有限公司所提供的6.5K闭循环低温恒温器是以国内和国外公司生产的G-M制冷机为依托的可变温低温平台，配合高精度控温仪使用，可在整个温度范围内对样品进行精确控温，操作简单，使用维护成本低。主要用于低温、真空环境下的磁学测量、光学测量、光电反应、光反射、荧光和磁阻等试验。 产品特点： ※结构紧凑、性价比高、达到低温不消耗制冷剂，免维护周期长、扩展性强、使用方便； ※ 样品处在高真空环境中或者气氛当中 ； ※ 可集成光学窗口，多种可选的窗口材料 ； ※ 多种镀金无氧铜样品座，可满足不同实验要求的测量需求，可快速更换样品座 ； ※ 适合于低温环境下的电学、光学、磁学测量 ； ※ 硅二极管温度传感器或者CernoxTM温度传感器（强磁场中使用）安装在冷指上 ； ※ 压缩机可以选择风冷或水冷，免维护周期长 ； ※ 多种选件可满足不同实验的测量需求 。 ​

概述 锦正茂的液氮恒温器在氧化物界面处的二维电子体系（2DES）做为一个独特的平台，将典型复合氧化物、强电子相关的低温物理特性以及由 2DES 有限厚度引起的量子限域集成于一体。这些独特的性质使其在电子态对称性、载流子的有效质量和其它物理特性方面与普通半导体异质结截然不同，可以产生不同于以往的新的现象。然而氧化物界面多掩埋于物质间使其难以探测，为探究其局限 2DES 需要一个无创并且具有很高空间分辨率的表征技术，如果还能提供一个较宽范围内温度变化的平台将推进该领域的研究。通常光学显微镜可用于上述研究，其中，远场的探测技术由于受到波长和衍射极限的限制缺乏空间分辨率，而红外波段的光束探测传导电子的 Drude 反应分辨率仅有几个微米的量级，无法满足测试需求，而利用散射式近场光学显微镜 (s-SNOM) 可以克服这一限制，使其具有 10-20 nm 的空间分辨率并获得光响应信号中的强度和相位信息。 液氮恒温器的应用标准 在利用s-SNOM来研究从室温下降到 2.7K 时 LaAlO3/SrTiO3 界面的变化情况，从近场光学信号，特别是其中的相位分量信息可以看出对于界面处的电子系统的输运性质具有极其高的光学敏感度。这一模型说明了 2DES 敏感性来源于 AFM 针尖和耦合离子声子模型在很小穿透深度下的相互作用，并且该模型可以定量地将光信号的变化与冷却和静电选通控引起的 2DES 传输特性的变化相关联，从而提供操控光学信息的有效手段。从利用 s-SNOM 得到的实验结果和建立的模型结果来看，二者之间具有很好的拟合，这一结果说明了电子声子相互作用对于在零动量时的表面声子离子模型的散射极化吸收具有至关重要的作用。