OptiCool zur Hochfeld-Probe-Station erweitern – Der Probenraum macht's möglich
Wenn ein Experiment tiefe Temperaturen, ein hohes Magnetfeld und geringe Vibrationen erfordert, wird die Auswahl unter den Kryostaten schon sehr überschaubar. Wenn dann noch ein großer Probenraum benötigt wird, bleibt nur noch ein System übrig:
das OptiCool.
Das OptiCool ist ein leistungsstarker, optischer Kryostat der direkt auf dem optischen Tisch installiert werden kann. Statt des üblichen supraleitenden Solenoids wird ein 7 Tesla Split-Coil Magnet verwendet. Dieser erlaubt optischen Zugang von oben sowie den Seiten und bietet mit einem Durchmesser von 89 mm einen großen, freien Probenraum
Gängige kryogene Probe-Stations bieten eine Feldstärke von bis zu 3 Tesla und haben einen stark eingeschränkten optischen Zugang. Der Probenraum des OptiCool ist groß genug, um vier XYZ-Positioniersysteme und einen stationären Probenhalter aufzunehmen. So kann es leicht zu einer automatisierten Probenstation mit 7 Tesla Feldstärke ausgebaut werden. Das geringe Vibrationsniveau von nur 10 nm (peak-to-peak) stellt sicher, dass die Messspitzen den Kontakt zur Probe nicht verlieren. Der Anpressdruck eines handelsüblichen Tieftemperatur-Positionierers ist deutlich geringer als der eines manuellen Arms, wie er in Kryo-Probe-Stations verwendet wird.
Normalerweise werden die Messspitzen einer Probe Station gekühlt, sind aber immer noch wärmer als die Probe. Daher wird die Probe während der Messung durch die Spitzen erwärmt. Im OptiCool haben die Positionierer und damit die Messspitzen die gleiche Temperatur wie der Probenhalter.
Normalerweise kann die Kamera einer Probenstation nur die Position der Messspitzen zeigen. Im OptiCool ist der Arbeitsabstand zur Probe deutlich kürzer als bei Solenoidmagneten, so dass ein Objektiv mit kurzem Arbeitsabstand und hoher NA installiert werden kann. Dadurch lassen sich neben optischer Anregung auch kombinierte optische und elektrische Messungen durchführen. Ein entsprechendes Setup wurde kürzlich am Fraunhofer IPMS in Dresden installiert.
