Молекулярный пучок MBE жидкий азот криогенная система

Молекулярный пучок MBE жидкий азот криогенная системаЭто ключевой метод получения высококачественных монокристаллических пленок в условиях сверхвысокого вакуума. Для достижения чистоты материала и точного управления интерфейсом,МБЭСистема должна эффективно подавлять тепловое излучение и остаточное загрязнение газом из полости. Здесь действует система охлаждения жидкого азота.“Криогенный страж"Роль.

I. СОДЕРЖАНИЕ Система охлаждения жидкого азотаМБЭОсновные функции и значение

Система охлаждения жидкого азота-196°C(77ККрайне низкие температуры, в основном для достижения следующих трех ключевых функций:

1. Радиационная защита (Криозащита)А.МБЭИсточники нагрева в полости роста (например, подогревательные блоки подложки,клетка изливанияПечь) Температура может достигать сотен и даже тысяч градусов и производит сильное тепловое излучение. Эти тепловые излучения прямо или косвенно нагревают другие компоненты (например, стенки полости, затворы), вызывая их выброс воздуха, разрушая вакуум и становясь источником загрязнения. Холодные ловушки жидкого азота ипластиныПоглощая эти тепловые излучения, фоновая тепловая нагрузка камеры значительно снижается, поддерживая тепловую стабильность системы.

2. Захват остаточного газа (Крионасос / Получение)А. Даже в сверхвысоком вакууме в камере остается небольшое количество остаточных молекул газа (например,H₂ О, КО, КО ₂, O₂И т.д.). Как только эти молекулы адсорбируются на растущую поверхность решетки, они становятся смертельной примесью. Поверхность, охлаждаемая жидким азотом (особенно внутренний холодный экран), похожа на одну“Криогенный ловушка"Когда молекула остаточного газа врезается в ее поверхность, она становится прочной из - за потери кинетической энергии.“замораживать"Адсорбция, которая эффективно удаляет эти загрязнители из вакуумной среды, создает“Очень чистый."Окружающая среда роста. Это получение высокоподвижного полупроводникового материала (например,ГаАСААльГаас) Предпосылки.

3. Защита ключевых компонентовА. Система жидкого азота также часто используется для охлаждения.МБЭДругой основной компонентОтражение высокоэнергетических электронов (РЭЭД(Оружие)А.РЭЭДОружие производит много тепла во время работы, и если оно не охлаждается эффективно, его собственная тепловая деформация и выброс воздуха могут серьезно повлиять на стабильность и вакуум электронного луча. Охлаждение жидким азотом гарантировано.РЭЭДСтабильность и точность сигнала обеспечивают безопасность для мониторинга роста кристаллов в реальном времени на месте.

Параметры криогенной системы с молекулярным пучком MBE

II. Состав и принцип работы системы охлаждения жидким азотом

Полный набор.МБЭСистема транспортировки и циркуляции жидкого азота обычно состоит из следующих компонентов:

1. Резервуар для жидкого азота/Маленький жидкий азотный дуваА. Крупные наружные резервуары или переносные сосуды Дьюара для хранения жидкого азота.

2. вакуумный адиабатический трубопроводА. Соединение резервуаров жидкого азота иМБЭТрубопровод главного компьютера с двухслойной вакуумной структурой минимизирует потери испарения жидкого азота во время транспортировки.

3. Система очистки жидкого азота:То есть газожидкостный сепаратор, комплектная система передачи жидкого азота не должна быть менее газожидкостной сепараторной системой, используемой для очистки жидкого азота в процессе передачи трубопровода, испаряющейся частью жидкости, и для выпуска газа, поддержания температуры системы ниже.

4. Модуль распределения и контроля (Распределение и управление)А. Системный“мозг". Обычно включает:

• Датчик уровня (Датчик уровня)А. Мониторинг уровня жидкого азота в холодных ловушках в реальном времени.

• Электромагнитный (Соленоидные клапаны)А. Ввод и отключение жидкого азота регулируются сигналом уровня жидкости.

• Датчик давленияА. Регулирование давления подачи.

• Безопасный клапан (Клапан безопасности)А. Установите клапан сброса давления на узле системы, чтобы убедиться, что давление в системе не будет слишком высоким, чтобы предотвратить опасность.

5. Холодная голова/Холодная (Холодная голова / крио-обвивка)А. УстановитьМБЭКонечный охлаждающий элемент внутри камеры. Обычно это металлические экранные стенки, окруженные зоной роста с змеевиками или прослойками внутри. Жидкий азот циркулирует в нем, снижая температуру внешней поверхности до низкого уровня.

Рабочий процесс системыА.
После того, как датчик уровня жидкости жидкого азота обнаруживает, что уровень жидкости в холодной ловушке ниже заданного значения, он посылает сигнал системному программирующему контроллеру, который открывает электромагнитный клапан, жидкий азот автоматически нагнетается в режиме контроллера системы получения цистерны и поступает в холодную ловушку через вакуумный трубопровод, который в конечном итоге поднимает уровень жидкости до заданного значения, электромагнитный клапан выключается. Жидкий азот поглощает азот, образующийся после термического испарения в холодной ловушке, и безопасно выводится из системы через специальные выхлопные трубы.