Closed Cycle Cryostat

Mit dem zweistufigen Pulsrohrkühler (Closed Cycle Cryostat) kann man temperaturabhängige Hall-Messungen und temperaturabhängige C-V-Spektroskopie betreiben. Ferner lässt sich zu jedem Zeitpunkt ein Magnetfeld zwischen -1,5T bis 1,5T einschalten oder ein wählbares Magnetfeldintervall durchfahren. Das Pulsrohr kann Temperaturen zwischen 340K und 4,2K anfahren.

Was erhalte ich durch die Anwendung des Hall-Effekt-Aufbaus?

Genauso wie bei der Messung des Hall-Effektes können folgende Halbleitermerkmale ermittelt werden:

• Flächenladungsträgerdichte n ($\text{cm}^{-2}$ )
• Mobilität µ ($\text{cm}^2V^{-1}s^{-1}$)
• Schichtwiderstand R$_\text{S}$ ($\Omega$)
• Hallspannung U$_\text{H}$ (V)
• Mittlere freie Weglänge $\lambda$ (µm)

Der Unterschied zum Hall-Effekt-Aufbau ist die Einstellmöglichkeit der Temperatur sowie des Magnetfeldes über ein großes Intervall.

Hardwareanwendung

Es gibt einige Dinge, die man überprüfen muss, bevor man mit einer Messung am Pulsrohr starten kann. Man muss sich zunächst die Frage stellen, ob man für die folgenden Messungen ein Magnetfeld braucht. Da das Magnetfeld über ein großes Spulenpaar erzeugt wird und die Magnetfelder bis zu 1,5T hochgefahren werden können, bedarf es einer Kühlung des Spulenpaares, da unter Volllast ein Strom von 20A durch das Spulenpaar fließt. Um also eine Kühlung des Spulenpaares zu gewährleisten, müssen die Wasserkühlungsventile geöffnet werden (s. rechtes Bild).

Danach muss die Stromquelle eingschaltet werden. Hierzu stellt man den Schalter an der Stromquelle auf Local und drückt den Standby-Knopf. Danach kann der Schalter auf Remote umgeschaltet werden, weil alle anderen Steuerungen über den Computer gemacht werden.