用于电输运测量的热稳定帕尔贴控制真空室
仪器与探测器
2024-03-07 v1
摘要
本文报道了一种用于室温及近室温电输运测量的廉价、温控真空室的设计、制造和表征，其具有毫开尔文级的稳定性。系统使用商用帕尔贴器件和高精度温度控制器来主动加热和冷却样品空间。该系统旨在最小化自旋电子学和半导体输运测量中的热波动，但其一般原理适用于广泛的电测量应用。克服的主要问题包括样品的安装（需具备通往帕尔贴器件的高热导率路径）以及在真空中对该帕尔贴器件进行热沉处理。我们使用铜柱作为样品支架，并使用大块铜块作为热馈通，随后使用被动散热器对该铜块进行冷却。帕尔贴器件提供 20 W 的加热和冷却功率，实现低于环境温度 30 K 和高于环境温度 40 K 的最大范围。在所有设定点，温度稳定性均在 5 mK 以内，且在高于环境温度时性能更佳。可实现 1e-8 hPa 的真空压力。作为演示，我们展示了电流诱导 CuMnAs 薄膜电开关的实验结果。有无帕尔贴控制的输运测量强调了恒定温度在这些应用中的重要性。通过温度扫描期间测量的磁阻值，观察到了样品空间测量与样品本身之间的热滞后。
引用
@article{arxiv.2403.03745,
title = {Thermally Stable Peltier Controlled Vacuum Chamber for Electrical Transport Measurements},
author = {S. F. Poole and O. J. Amin and A. Solomon and L. X. Barton and R. P. Campion K. W. Edmonds and P. Wadley},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.03745},
year = {2024}
}