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 Las Probe Stations criogénicas son plataformas que permiten realizar mediciones de CC y RF a baja temperatura en una amplia variedad de materiales y dispositivos. Además de medir las propiedades dependientes de la temperatura, se pueden configurar para medir la dependencia del campo magnético o los efectos fotoeléctricos.

Las aplicaciones en las que se utilizan Probe Stations criogénicas incluyen materiales a nanoescala, nanotubos de carbono, grafeno y otros materiales 2D, detectores de fotones superconductores, MEMS, dispositivos termoeléctricos y células solares, entre otros.

Por lo general, la refrigeración que emplean las Probe Stations criogénicas son el nitrógeno o el helio líquidos, cuando hablamos de temperaturas de 77 K o 4 K, respectivamente.

El problema aparece cuando estamos obligados a emplear helio, cuyo precio es mucho más elevado que el del nitrógeno y encima es más complejo de usar. En 2015, un litro de helio líquido costaba 18 dólares en Estados Unidos, (unos 15 euros aproximadamente), el precio se incrementa si se compra fuera de este país y en otros lugares, directamente no está disponible.

Este hecho ha obligado a la industria de la criogenia a ofrecer alternativas, como pueden ser los sistemas de ciclo cerrado. En muchas Probe Stations criogénicas, el refrigerador es un componente integrado en el sistema. Para aislar la muestra de las vibraciones del refrigerador, se incorporan trenzas de cobre flexibles y fuelles metálicos en el diseño. Hasta ahora, la integración de este refrigerador requería reemplazar toda la Probe Station.

Pero con el reciente desarrollo del PT-4, las Probe Stations enfriadas con helio líquido pueden convertirse fácilmente en sistemas libres de criógeno al añadirse un refrigerador externo. En lugar de usar helio líquido de un recipiente de almacenamiento, el PT-4 provee una corriente de 4 K de helio a la Probe Station. Después de enfriar la muestra y las pantallas térmicas, el helio gaseoso se vuelve a enfriar mediante el refrigerador criogénico y vuelve a meterse en la Probe Station a 4 K, en un proceso de circulación continua de circuito cerrado. Además de eliminar cualquier necesidad de helio líquido, el desacoplamiento físico del refrigerador criogénico, reduce el desplazamiento de la vibración en la ubicación de la muestra en más de un orden de magnitud.

Este modelo PT-4 se puede usar con otros criostatos de flujo continuo en el laboratorio. Para guiarnos en la elección del criostato más adecuado, resulta necesario seguir unas pautas basadas en nuestras necesidades.

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