Prototyp nového chlazeného držáku vzorku s integrovaným vysoce účinným ionizačním detektorem signálních elektronů pro EREM

0566461 - ÚPT 2023 RIV CZ cze L - Prototyp, funkční vzorek
Neděla, Vilém - Tihlaříková, Eva - Martinů, P. - Macálka, A.
Prototyp nového chlazeného držáku vzorku s integrovaným vysoce účinným ionizačním detektorem signálních elektronů pro EREM.
[Prototype of a new cooled sample holder with an integrated high-efficiency ionization detector of signal electrons for ESEM.]
Interní kód: APL-2022-07 ; 2022
Technické parametry: Parametry chlazeného držáku vzorku: Rozsah teplot: -60 °C až +30 °C, rozsah volitelné rychlosti náběhu teploty: 1 až 30 °C/min, teplotní stabilita: ± 0,2 %, rozlišení displeje: 0,1 °C, možnost úpravy P a D složky PID regulátoru a připojení až čtyř teplotních čidel pro přesnější regulaci. Parametry Ionizačního detektoru signálních elektronů: Rozsah pracovního (ionizačního) napětí: 0 – 450 V, vhodný pro práci v tlaku 50–2000 Pa v komoře vzorku (vodní páry i N2), schopnost detekce signálu v podmínkách urychlovacího napětí elektronů v rozsahu 500 V- 30 kV a proudu svazku 1 pA – 10 nA. Univerzálně použitelný pro studium živí i neživé přírody.
Ekonomické parametry: Prototyp realizovaný při řešení projektu CZ.01.1.02/0.0/0.0/17_176/0015020 s předpokladem smluvního využití s vědeckým a ekonomickým přínosem i po jeho ukončení dle podmínek Smlouvy o účasti na řešení projektu „High-tech chlazený držák vzorků s integrovanou detekcí elektronů a řídicím softwarem pro optimalizaci termodynamických podmínek v komoře vzorku EREM“ a o využití výsledků výzkumu a vývoje. Ekonomický přínos bude realizován příjemcem projektu, firmou NUM solution s.r.o., IČ: 04199766, DIČ: CZ04199766 se sídlem Srbská 2741/53, 612 00 Brno-Královo Pole. Kontakt: doc. Ing. et Ing. Vilém Neděla, Ph.D.
Grant CEP: GA MPO(CZ) EG17_176/0015020
Institucionální podpora: RVO:68081731
Klíčová slova: ESEM * sample cooling * PID regulation * detection * signal electrons * ionisation
Obor OECD: Electrical and electronic engineering

Předmětem výsledku výzkumu a vývoje je nový chlazený držák vzorku kombinovaný s vysoce účinným detektorem signálních elektronů. Je určen pro studium silně hydratovaných vzorků živé i neživé přírody v prostředí vysokého tlaku vodních par v komoře vzorku environmentálního rastrovacího elektronového mikroskopu (EREM/ESEM). Skládá se ze dvou částí: 1) Chlazený držák vzorku (CHDV), který slouží pro ochlazení vzorku v rozsahu teplot -70 až 30 °C. Rychlost chlazení je možno definovaně měnit. Specifikem tohoto typu chlazeného držáku vzorku je jeho vysoká přesnost v nastavení a udržení teploty pozorovaného vzorku, na základě přesného měření a regulace teplot během činnosti stolku. 2) Vysoce účinný ionizační detektore (ID) integrovaný do CHDV, který slouží pro detekci signálních elektronů při studiu vzorků v prostředí vysokého tlaku plynu v komoře vzorku EREM (5 2000 Pa). ID vyniká svým specifickým umístěním v blízkosti vzorku a speciálně navrženým tvarem detekční elektrody, což umožňuje dosáhnout mnohem vyšší detekční účinnosti, než je tomu u běžně používaných detektorů jiných výrobců. Použití CHDV s ID není limitován typem výrobce elektronového mikroskopu, je možno ho integrovat do jakéhokoliv typu a značky mikroskopu. Výsledek vznikl na základě know-how skupiny Environmetální elektronové mikroskopie ÚPT AVČR v Brně a ve spolupráci s firmou NUM solution s.r.o.

The subject of the R&D result is a prototype of a new cooled sample holder with an integrated high-efficiency ionization detector of signal electrons for ESEM. It is intended for the study of strongly hydrated samples of living and non-living nature in a high-pressure environment in the sample chamber of an environmental scanning electron microscope (ESEM). It consists of two parts: 1) Cooled sample holder (CHDV), which serves to cool the sample in the temperature range from -70 to 30 °C. The cooling speed can be changed as defined. The specific feature of this type of cooled sample holder is its high accuracy in setting and maintaining the temperature of the observed sample, based on accurate measurement and regulation of temperature during the operation of the table. 2) A highly efficient ionization detector (ID) integrated into the CHDV, which is used for the detection of signal electrons during the study of samples in a high gas pressure environment in the EREM sample chamber (5 2000 Pa). The ID stands out for its specific location near the sample and the specially designed shape of the detection electrode, which allows a much higher detection efficiency than commonly used detectors from other manufacturers. The use of CHDV with ID is not limited by the type of electron microscope manufacturer, it can be integrated into any type and brand of microscope. The result was based on the know-how of the Environmental Electron Microscopy group of ISI CAS in Brno and in cooperation with the company NUM solution s.r.o.
Trvalý link: https://hdl.handle.net/11104/0337915