Tieftemperatur-Hochfrequenz-STM System mit Vektormagnetfeld (6K/7T/200ps)

  UHV Rastertunnelmikroskopieanlage mit 3D Vektormagnetfeld Urheberrecht: © Marco Pratzer Tieftemperatur-Rastertunnelmikroskopie-Anlage mit 3D-Vektormagnetfeld.

Unser Tieftemperatur-STM befindet sich in einem Dreikammer-UHV-System (Ultrahoch-Vakuum) und arbeitet bei einer Temperatur von 6K. Der Kryostat ist mit zwei supraleitenden Spulenpaaren, sowie einer Solenoidspule ausgestattet, mit denen es möglich ist ein Feld von 500mT in alle Raumrichtungen beliebig zu drehen. Die maximale magnetische Feldstärke kann senkrecht zur Probenoberfläche angelegt werden und beträgt 7T. In der Ebene können maximal 3T bzw. 0,5T angelegt werden. Die Anlage hat eine Höhe von 4,70m, wobei der Kryostat nochmals 1,5m unterhalb des Bodens versenkt ist. Der gesamte Aufbau befindet sich in einem akustisch isolierten Raum in der untersten Etage des Gebäudes, um möglichst geringe mechanische Schwingungseinkopplung zu erreichen.

  UHV Rastertunnelmikroskopieanlage mit 3D Vektormagnetfeld Urheberrecht: © Marco Pratzer Querschnitt der Vektormagnet-STM-Anlage.

Die UHV-Anlage ist ferner mit einer LEED/Auger-Einheit, diversen MBE-Verdampfern, sowie Sputteranlage und Hochtemperaturheizung (2600 K) ausgestattet. Ferner besteht die Möglichkeit Proben direkt bei 40 K im Mikroskop zu präparieren. Unser Eigenbau-STM wurde speziell für die Anwendung unter hohen magnetischen Feldern, tiefen Temperaturen und UHV-Bedingungen entwickelt. Es besteht die Möglichkeit eines Spitzenwechsels im Vakuum. Ebenso kann mit Hilfe eines xy-Verschiebetischs die Probe bis zu 2 mm grob verfahren werden. Das Mikroskop ist hochfrequenztauglich und bietet eine Zeitauflösung im Pump-Probe-Betrieb von 200 ps. Testmessungen haben ein z-Rauschen von etwa 120 fm (rms) ergeben.