Planare resonante Temperatursensoren für die Hochtemperatur-Dünnschichtkalorimetrie

Abstract

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit werden Aufbau und Entwicklung eines neuen Messsystems zur Kalorimetrie an dünnen Schichten für den Temperaturbereich bis ca. 1000 ℃ vorgestellt. Im Folgenden werden das Messverfahren, die Hochtemperatur-Dünnschichtkalorimetrie (Thin-Film Calorimetry, TFC), sowie ein Modell zur Datenauswertung beschrieben. Die zentrale Komponente des Messsystems bilden hochtemperaturstabile piezoelektrische Resonatoren aus Langasit-Einkristallen (LGS, La3Ga5SiO14), die als planare Temperatursensoren betrieben werden. Auf diese werden die zu untersuchenden Aktivschichten abgeschieden. Zur Bestimmung der auf den Temperatursensoren aufgetragenen Schichtmasse wird der piezoelektrische Sensor aus Langasit selbst als Mikrowaage betrieben. Temperaturänderungen durch Wärmeabgabe oder -aufnahme, wie sie durch Phasenumwandlungen in den zu untersuchenden Schichten verursacht werden, beeinflussen die Resonanzfrequenz des Resonators. Gegenwärtig können auf diese Weise kleine Wärmemengen ab 1,2 mJ detektiert werden. Die detektierten Temperaturänderungen werden in Enthalpien umgerechnet.