초저진동 성능과 작동 유연성은 ICEoxford의 최신 폐쇄 주기 저온 유지 장치의 특징을 정의합니다.
여름 동안 영국에서 수은이 기록적인 최고치를 기록하는 동안 개발 엔지니어들은 아이스옥스포드 R&D 연구소의 서늘한 곳에 벙커를 넣어 초저온 체제에 대한 회사의 최신 제품에 마무리를 더했습니다. 문제의 제품, 드라이아이스 디아드는 1.7K 기본 온도로 냉각할 수 있는 폐쇄형 저온 유지 장치 시스템으로, 시료 공간에 최첨단 진동 격리 및 유연한 광학 액세스 옵션을 제공합니다.
문맥상, ICEoxford의 핵심 역량은 양자 컴퓨팅 및 양자 광학에서 고온 초전도 및 주사 프로브 현미경(SPM)에 이르기까지 물리학 내의 다양한 응용 분야에 걸친 실험 연구를 지원하기 위한 고급 극저온 시스템의 설계 및 개발입니다. ICEoxford의 최고 기술 책임자인 Paul Kelly는 회사를 차별화하는 점은 고객 서비스와 협업 혁신에 대한 끊임없는 집중이라고 주장합니다. "다시 말해, 우리는 과학자들과 직접 협력하여 세부적인 수준에서 요구 사항을 이해하고 예산 및 기술 사양에 비해 최적의 시스템을 제공할 수 있다는 확신을 줍니다."
안정성과 유연성 우선
제품 개발의 협력 모델은 DRY ICE DYAD의 기술 사양을 뒷받침합니다. 특히 초저진동 성능(<10nm)과 관련하여 그렇습니다. 여기에서 성공의 열쇠는 샘플 장치를 광학 테이블에 별도로 고정하여 저온 헤드 및 저온 유지 장치의 본체에서 분리하는 것입니다(진동을 더욱 줄이기 위해 부드러운 열 연결로만 연결됨). Kelly는 "우리의 설계 접근 방식은 저온 유지 장치를 샘플 환경에서 완전히 분리하는 것입니다."라고 설명합니다. "저온 유지 장치는 실험실 바닥에 위치하며 샘플 공간은 인접한 광학 테이블에 있습니다."
사실 안정성은 DRY ICE DYAD의 가장 중요한 디자인 테마 중 하나입니다. Kelly는 "우리의 과학 고객은 모두 고유한 요구 사항을 가지고 있지만 궁극적으로 세 가지 주요 좌표를 따라 안정성을 찾고 있습니다. 진공 안정성을 생각하십시오. 깨끗하고 신뢰할 수 있는 진공입니다. 매우 낮은 기본 온도에서 최대 300K까지의 온도 안정성을 고려하십시오. 기계적 안정성을 고려하십시오. 양자 연구에서는 가장 작은 진동으로도 양자 효과가 실패할 수 있기 때문입니다.”
운영 유연성은 DRY ICE DYAD에서 가장 중요한 또 다른 설계 고려 사항입니다. 적절한 사례: 최종 사용자는 몇 시간 내에 상부 로딩 교환 가스 모듈과 진공 모듈 사이에서 샘플 공간 환경을 전환할 수 있습니다. 바쁜 실험실의 우선 순위.
구체적으로, 탑 로딩 교환 가스 모듈은 특허 받은 설계로 저온 유지 장치 본체를 데우지 않고 시료를 교체할 수 있어 시료 냉각 시간이 2시간이 됩니다. 샘플 조작 및 회전은 최대 9T의 자기장과 함께 최대 XNUMX개의 축에서 가능합니다.
한편, 진공 샘플 모듈에는 샘플이 장착되는 직경 150mm의 냉각판이 포함됩니다(저온 유지 장치에 대한 직접 열 연결 포함). 샘플 공간은 외부 진공 플레이트와 방사선 차폐물을 들어 올려 접근할 수 있으며, 상단 로딩 샘플 모듈(프로브 기반 장치)을 사용하면 전체 시스템을 가열하지 않고도 샘플을 변경할 수 있습니다. 저온 나노포지셔너와 최대 XNUMX개의 대물렌즈를 통합하여 시료 이동 및 조작을 용이하게 합니다.
"저온 유지 장치는 교환 가스 및 진공 상태의 두 가지 다른 유형의 실험을 처리하도록 실제로 설정되었습니다."라고 Kelly는 말합니다. "교환 가스는 빠른 처리 및 예비 샘플 연구를 가능하게 하며, 이는 진공 상태에서 더 긴 기간의 실험[수일 또는 수주]의 전조가 되는 경우가 많습니다."
맞춤형 자기
냉각을 제쳐두고 초전도 자석은 DRY ICE DYAD 시스템의 필수적인 부분이며 ICEoxford는 최대 9T 필드 강도의 다양한 솔레노이드, 분할 쌍 및 벡터 회전 자석을 제공합니다. 초저온에서의 자기 특성에 대한 연구는 제공되지만 많은 과학자들은 또한 재료에 대한 동시 광학적 조사를 수행하기를 원합니다. 샘플이 솔레노이드 자석의 큰 코일 내에 있는 경우 쉽지 않습니다.
예를 들어 한 가지 옵션은 샘플을 분할 쌍 자석의 구멍에 로드하여 투과 또는 반사 모드에서 레이저 분광학 실험을 허용하는 것입니다. XNUMX방향 또는 XNUMX방향 벡터 회전 자석을 사용하면 유연성이 향상되며 후자는 XNUMX개의 개별 방향으로 자기장을 생성할 수 있습니다. 이러한 방식으로 주변 자기장이 변화하는 동안 샘플을 고정 상태로 유지하는 것이 가능합니다. 이는 결정 격자 내의 특정 평면을 연구할 때 또는 샘플 회전에 의해 생성된 열이 소규모 연구에서 간섭의 원인이 되는 경우 핵심 기능입니다. 전기 전도도 측정.
DRY ICE DYAD의 또 다른 주목할만한 기능은 온도를 제어하고 모니터링하는 데 사용되는 LabVIEW 기반 소프트웨어와 함께 자동화에 중점을 둡니다. "이는 고객을 염두에 두고 개발되었습니다."라고 Kelly는 결론지었습니다. 또한 초전도 자석에 대한 통합 제어와 상단 부하 및 프로브 냉각 자동화와 같은 기능을 소프트웨어에 추가할 수 있습니다.
특정 사용자 정의에는 최종 사용자가 필요에 따라 DC 배선, 동축 케이블 또는 광섬유를 통합할 수 있도록 광학 시스템 주변에 최대 XNUMX개의 추가 포트에 대한 옵션이 포함됩니다. 또한 사용자는 다양한 재료에서 다양한 직경의 광학 창을 최대 XNUMX개까지 요청할 수 있습니다.
"DRY ICE DYAD로 제품 혁신이 진행 중입니다."라고 Kelly는 결론을 내립니다. "우리는 이미 개발 로드맵에 1.6K 및 1.5K 기본 온도를 가지고 있습니다."
