Messung des elektrischen Kontaktwiderstands bei Nano-Materialien
Fortsetzung des Artikels von Teil 3
Messung des elektrischen Kontaktwiderstands bei Nano-Materialien
Die Geschwindigkeit der Be-/Entlastung der Prüfspitze kann auch die elektrischen Eigenschaften des Materials beeinflussen. Zum Beispiel führt eine schnelle Entlastung der Prüfspitze zu einer Umwandlung des Siliziums in α-Si, das eine vollkommen andere elektrische Signatur zeigt. Derartige Messungen sind entscheidend in Anwendungen wie bei Silizium-basierenden MEMS- (Micro ElectroMechanical Systems) und NEMS-Bauteilen (Nano ElectroMechanicals Systems). In solchen Bauteilen kann eine kleine Kraft auf kleine Strukturen einen großen Druck und mikrostrukturelle Änderungen innerhalb des Materials verursachen, was die elektrischen und mechanischen Eigenschaften beeinflussen kann.
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Letztlich setzt eine erfolgreiche Entwicklung und Implementierung von Nanometer-Werkstoffen und -Bauteilen die Fähigkeit voraus, dass sich die elektrischen und mechanischen Eigenschaften quantitativ abschätzen und maßschneidern lassen. Das nanoECR-System stellt ein einfaches, praktisches und quantitatives Verfahren zur Erforschung der Materialeigenschaften und des Verhaltens zur Verfügung, was mit konventionellen Mitteln bislang nicht möglich war. Neben Silizium lässt sich dieses Forschungs-Tool auch für die Untersuchung von metallischen Gläsern, piezoelektrischen Schichten, organischen LEDs, ITO-Dünnschichten in Solarzellen und LCDs sowie vielen anderen Nanometer-Festkörpern nutzen. Somit lassen sich neue Erkenntnisse in den Bereichen der Dünnfilm-Brüche, der Versetzungskeimbildung, der Verformungsänderungen, des Kontaktwiderstands, der Materialermüdung, des Diodenverhaltens, der Tunneleffekte, der piezoelektrischen Reaktion und mehr gewinnen.
Ryan Major und David Vodnick/Hysitron Inc.;
Jonathan Tucker/Keithley Instruments; ha
Literatur
[1] Mann, A.B.; van Heerden, D.; Pethica, J.B.; Bowes, P.; Weihs, T.P.: Artikel in Philosophical Magazine A, vol 82 (2002), S. 1921 – 1929.
[2] Ruffell, S.; Bradby, J.E.; Williams, J.S.; Warren, O.L.: Artikel in J. Material Research., Vol. 22 (2007), S. 578.
- Messung des elektrischen Kontaktwiderstands bei Nano-Materialien
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- Messbeispiel: Phasenumwandlung Silizium
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