Návrh přenosné vakuové komory pro zakládání vzorků do vysokofrekvenčního paramagnetického rezonančního spektrometru

Abstract

Aby bylo možné charakterizovat atmosfericky citlivé vzorky ve vysokofrekvenčním elektronovém paramagnetickém rezonančním spektrometru (z angl. high-frequency electron paramagnetic resonance spectrometer, HF-EPR), je potřebné mít vakuový transportní systém. Cílem této práce je navrhnout a vyvinout tento vakuový přepravní systém, který umožní tuto přepravu. Vakuový systém, který se skládá z mobilního vakuového kufru, držáku palety a přechodové komory, byly navrženy, sestaveny a testovány. Bylo dosaženo tlaku 4,3 10^{-10}mbar, což zajistí inertní podmínky pro transport vzorků. Byl proveden transport vzorku ze systému ultravysokého vakua (UHV) do HF-EPR spektrometru. Kontaminace testovacích vzorků byla charakterizována pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie. Bylo zjištěno, že nedochází téměř k žádné detekovatelné kontaminaci, pokud je vzorek přepravován pomocí vakuovém systému méně než 16 hodin. Bylo navrženo rozšíření pro přepravu vzorků z rukavicového boxu a paletky pro grafen, ale jejich výroba dosud nebyla provedena. Vyvinutý vakuový systém je plně funkční a poskytuje alternativu ke komerčně dostupným produktům, a proto bude dále používán při zkoumání vzorků citlivých na atmosféru v laboratořích CEITEC Nano.

In order to be able to characterize atmosphere sensitive samples in high-frequency electron paramagnetic resonance spectrometer (HF-EPR), a system of vacuum transportation is needed. The scope of this thesis is to design and develop a vacuum transport system which will allow this transportation. The vacuum system, which consists of a mobile vacuum suitcase, palette holder and airlock, was designed, assembled and tested. The pressure of 4.3 10^{-10} mbar was achieved, which will ensure inert condition for sample transportation. The transport of the sample from an ultra-high vacuum (UHV) cluster to the HF-EPR spectrometer was performed. The contamination of the test samples was characterized using x-ray photoelectron spectroscopy. It was found that there is no detectable contamination if the sample is in the vacuum system for less than 16 hours. The extension for transportation of the samples from a glove box and sample palette for graphene were proposed, but their production has not been performed yet. The developed vacuum system is fully functional and provides the alternative to commercially available products, thus it will be further used in the investigation of an atmosphere sensitive samples in CEITEC Nano laboratories.