2.2 - Messsystem zur Bestimmung thermodynamischer Eigenschaften dünner Schichten bei hohen Temperaturen
- Event
- 11. Dresdner Sensor-Symposium 2013
2013-12-09 - 2013-12-11
Dreikönigskirche - Haus der Kirche Dresden - Chapter
- Hochtemperatur-Sensorik
- Author(s)
- H. Wulfmeier, D. Albrecht, H. Fritze - TU Clausthal, Goslar/D, S. Ivanov, A. Bund - TU Ilmenau/D
- Pages
- 34 - 39
- DOI
- 10.5162/11dss2013/2.2
- ISBN
- 978-3-9813484-5-3
- Price
- free
Abstract
Die Kenntnis der thermodynamischen Eigenschaften dünner Schichten kann im Bereich der Sensorik oder zur Entwicklung von Dünnschichtsystemen genutzt werden. Um entsprechende Informationen zu erhalten, wurde eine neue Technik, die Dünnschichtkalorimetrie (Thin-Film Calorimetry, TFC), entwickelt. Dabei erlaubt der Einsatz hochtemperaturstabiler planarer Temperatursensoren eine Ausdehnung des Messbereichs bis etwa 1000 °C. Charakterisiert werden können einzelne dünne Schichten oder Dünnschichtsysteme.
Das System basiert auf piezoelektrischen Resonatoren aus dem hochtemperaturstabilen Material Langasit, auf denen die zu untersuchenden dünnen Schichten abgeschieden werden. Die Temperaturabhängigkeit der Resonanzfrequenz wird dabei ausgenutzt, um Phasenumwandlungen in den zu untersuchenden Schichten zu detektieren. Diese manifestieren sich durch Störungen im normalerweise kontinuierlichen Temperaturgang des Resonators.
Im Rahmen dieser Arbeit werden Messungen an den Referenzmaterialien Zinn und Aluminium gezeigt, um so die Funktionalität und die Reproduzierbarkeit des neu entwickelten TFC-Systems zu demonstrieren. Als Anwendungsbeispiele werden die Kristallisationen der Batteriematerialien Molybdändisulfid (MoS2) und LiNi0.8Co0.15Al0.05O2-δ (NCA) gezeigt.