Für die Forschungsarbeiten an nanoelektronischen und nanophotonischen Bauelementen an der TU Wien benötigen wir eine kryogene Probestation, die folgende Anforderungen erfüllt: - Temperaturbereich des zu testenden Bauelements (DUT): Es sind DUT-Temperaturen unter 4,5 K und bis zu 350 K erforderlich. Dies ermöglicht uns elektronische Transportmessungen von Raumtemperatur bis hinunter zu 4,5 K mit flexiblen Messspitzen. Wir möchten mehrere Dutzend Bauelemente mit Kontaktflächen im Mikrometerbereich durch manuelles Verschieben der Sondenspitzen messen. - Kryogenes System mit geschlossenem Kreislauf. Helium-basierte Systeme sind sowohl aus wirtschaftlicher Sicht als auch hinsichtlich der zeitnahen Verfügbarkeit nicht realisierbar, da sowohl die Heliumpreise als auch die Lücke zwischen Angebot und Nachfrage kontinuierlich steigen. Daher kommt für einen nachhaltigen Betrieb nur ein System mit geschlossenem Kühl-Kreislauf in Frage. - Optischer Zugang mit einem Arbeitsabstand von weniger als 33 mm von vorne und oben sowie mit der Möglichkeit, unterhalb des optischen Zugangs elektrisch zu messen. Dies ermöglicht die Verwendung externen optischer Systeme, die über und vor der Vakuumkammer installiert werden können. - Extrem niedrige mechanische Vibrationswerte <0,1 μm des Kryo-Messtisches im Betrieb des Kryokühlers. Da die Kontaktstrukturen unserer Nanobauteile sehr klein und empfindlich sind, sind geringe Vibrationen unerlässlich. Da wir außerdem einen optischen Zugang zu unseren Proben benötigen, wirken sich Vibrationen in der Brennebene direkt als optisches Rauschen aus. - Das gesamte System muss auf einer flachen Bodenplatte ohne hervorstehende Komponenten unterhalb der Platte (wie z. B. dem Kryokühler) montiert werden. Dadurch kann die Probenstation auf demselben optischen Tisch wie das optische Messsystem und der Lichtquellen installiert werden. - 1 faseroptischer Sondenarm zusätzlich zu 4 elektrischen Sondenarmen zum Aufnehmen oder Übertragen von Licht zu unseren Nanostrukturen - Unbeaufsichtigte Abkühlung. - Der Service des Systems sollte vom Lieferanten durchgeführt werden, wenn möglich ohne die Hinzuziehung Dritter, um einen schnellen und kostengünstigen Service zu gewährleisten. Basierend auf einer umfangreichen Marktrecherche ist das einzige System, das alle oben genannten Anforderungen erfüllt, die Closed Cycle Nanoscience Probe Station von ARS. ARS fertigt den Kryostat und das geschlossene Kryokompressor-/Expandersystem. Das System bietet ein einzigartiges Design für extrem geringe mechanische Vibrationen <20 nm. Dank dieser Konstruktion kann der Kühlkopf über der Montageplatte statt darunter angebracht werden, wodurch eine flache Bodenplatte ohne nach unten ragende Komponenten entsteht. Dadurch kann das System mit einem Konfokal_Mikroskop und verschiedenen Lichtquellen auf demselben optischen Tisch integriert werden. Das System verfügt über 4 elektrische Sonden (Bandbreite bis zu 100 MHz). Die Sonden werden manuell über Manipulatoren außerhalb der Vakuumkammer gesteuert. Die Kammer verfügt über einen optischen Zugang von oben und einen von vorne. Das System ist ein geschlossenes Kreislaufsystem und bietet einen Temperaturbereich von <4,5 – 350 K. Das System verfügt über Zugänge für Vakuumpumpen und ist für Drücke < 10-4 mbar ausgelegtl. Für die geplanten optischen und elektronischen Messungen ist daher die Anschaffung der Closed Cycle Nanoscience Probe Station von ARS unerlässlich und unumgänglich. Es ist das einzige System, das alle oben genannten Anforderungen erfüllt. Da kryogene Probestations hochgradig vernetzte und integrierte Geräte sind, können diese Anforderungen nicht durch die Kombination verschiedener Komponenten unterschiedlicher Hersteller erfüllt werden.