Aufbau eines Rastertunnelsmikroskopes zum Betrieb im Ultrahochvakuum und bei variablen Temperaturen bis 4.2 K:
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINFUEHRUNG 2
1.1 ABBILDUNG MIT DEM RASTERTUNNELMIKROSKOP. 2
1.2 RTM ALS OBERFLAECHENPHYSIKALISCHE METHODE. 4
1.3 ADSORPTION ORGANISCHER MOLEKUELE . 6
1.4 RASTERTUNNELMIKROSKOPIE BEI TIEFEN TEMPERATUREN. 7
1.5 ABRISS DER VORLIEGENDEN ARBEIT. 9
1.6 UEBERSICHT ZUM EXPERIMENTELLEN AUFBAU. 10
2 RTM-MESSKOPF 12
2.1 UEBERSICHT . 12
2.2 SCANNER. 13
2.2.1 ELEKTRISCHE ABSCHIRMUNG . 14
2.2.2 PLAZIERUNG DES VORVERSTAERKERS. 14
2.2.3 AUSTAUSCHBARE SPITZEN- UND PROBENHALTER . 17
2.3 ' PIEZOMOTOR . 17
2.3.1 PROBENMANIPULATION MIT TRAEGHEITSANTRIEBEN. 17
2.3.2 MECHANISCHER AUFBAU. 18
2.3.3 ANSTEUERUNGSELEKTRONIK. 21
2.3.4 BETRIEB DER PIEZOMOTOREN . 22
2.4 VIBRATIONSISOLATION. 23
2.4.1 DAEMPFUNGSVERFAHREN IM UHV UND BEI TIEFEN TEMPERATUREN
. 24
2.4.2 KUEHLLEISTUNG VERSUS VIBRATIONSENTKOPPLUNG. 24
2.4.3 EXTERNE VIBRATIONSDAEMPFUNG . 25
2.4.4 ANWENDUNG AUF DAS TIEFTEMPERATUR-RTM . 25
3 ULTRAHOCHVAKUUMANLAGE 26
3.1 UEBERSICHT . 26
I
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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11
INHALTSVERZEICHNIS
3.2 EINBAUKOMPONENTEN . 29
3.2.1 WOBBLESTICK. 29
3.2.2 SPUTTER-IONENQUELLE. 30
3.2.3 HEIZUNG IM UHV. 31
3.2.4 KUEHLBARER FLANSCH MIT ELEKTRISCHEN DURCHFUEHRUNGEN. 32
3.2.5 ELEKTRONENSTOSS HEIZUNG. 33
3.2.6 VERDAMPFUNGSOFEN . 34
3.2.7 MIKROWAAGE. 34
3.2.8 NATRIUM-DISPENSER. 35
3.2.9 QUADRUPOL-MASSENSPEKTROMETER. 35
3.3 VAKUUM, RESTGASANALYSE. 36
4 FLUESSIG-HELIUM-KUEHLSYSTEM 39
4.1 EXPERIMENTELLER AUFBAU UND FUNKTIONSWEISE. 39
4.1.1 KRYOSTAT. 39
4.1.2 HEBER. 41
4.1.3 KUEHLPROZESS. 42
4.1.4 TEMPERATURMESSUNG UND -REGELUNG . 42
4.1.5 HELIUM-DURCHFLUSSMESSUNG. 43
4.1.6 HELIUM-LAGERUNG. 44
4.2 KRYOVAKUUM.* YY YY 45
4.3 BETRIEB DES KUEHLSYSTEMS. 46
4.3.1 ABKUEHLEN. 46
4.3.2 BETRIEB BEI TIEFEN TEMPERATUREN. 48
5 RTM-MESSUNGEN 49
5.1 TEST DES RTM. 49
5.1.1 SUBSTRATE. 49
5.1.2 AUFLOESUNG. 50
5.1.3 DRIFT UND STABILITAET. 52
5.2 MESSUNGEN BEI TIEFEN TEMPERATUREN. 54
5.2.1 MESSUNGEN MIT FLUESSIG-STICKSTOFF-KUEHLUNG. 55
5.2.2 MESSUNGEN MIT FLUESSIG-HELIUM-KUEHLUNG. 56
5.3 MESSUNGEN AN PHYSISORBIERTEN ORGANISCHEN MOLEKUELEN. 58
INHALTSVERZEICHNIS
III
5.3.1 PRAEPARATION. 59
5.3.2 PTCDA. 59
5.3.3 CORONEN. 60
5.3.4 D2. 62
6 ZUSAMMENFASSUNG 65
LITERATURVERZEICHNIS 67
ANHANG 72
A ABLAUFPLAENE DER WICHTIGSTEN VORGAENGE 73
A.L RTM-DETRIEB. 73
A.L.L INBETRIEBNAHME DES RTM . 73
A.L.2 ZURUECKZIEHEN DER PROBE . 74
A.2 UHV-SYSTEM . 74
A.2.1 EVAKUIEREN DES UHV-SYSTEMS. 74
A.2.2 BELUEFTEN DES UHV-SYSTEMS. 74
A.2.3 AUSBAU DES KRYOSTATEN / DES STM AUS DER KAMMER. 75
A. 3 KRYOTECHNIK. 76
A.3.1 INBETRIEBNAHME DES KRYOSTATEN. 76
A. 3.2 AUSSERBETRIEBSETZEN DES KRYOSTATEN. 76
B TECHNISCHE DATEN 77
B. L STM. 77
B. L.L RASTERPIEZO. 77
B.L.2 PROBENTRANSFERSYSTEM. 77
B.2 UHV. 78
B.2.1 ALLGEMEINE DATEN. 78
B.2.2 PROBENTRANSFER . 78
B.3 KRYOTECHNIK. 78
B.3.1 KRYOSTAT. 78
B.3.2 TEMPERATURMESSUNG . 79
B.3.3 HELIUM-VORRATSBEHAELTER. 79
B.3.4 HELIUMHEBER. 80
INHALTSVERZEICHNIS
C
VERWENDETE MATERIALIEN
C.L METALLE.
C.L.L SMCO.
C.L.2 NICR-KONSTANTAN.
C.L.3 NICR-AU/FE(0.07% ).
C.1.4 NICR-CU/FE(0.15% ).
C.L.5 MANGANIN.
C.2 ISOLATOREN/KERAMIK.
C.2.1 MACOR.
C.2.2 SAPHIR.
C.2.3 P1.88.
C.2.4 PK31.
C.3 KLEBSTOFFE.
C.3.1 ARALDIT AW116/HAERTER HU 93
C.3.2 ARALDIT AW 110/HAERTER HU 93
C.3.3 EPO-TEK ET 417 .
C.3.4 EPO-TEK ET 410 .
C.3.5 TORR-SEAL.
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