Термометр сопротивления

 

Изобретение может быть использовано при измерении сверхнизких температур в условиях воздействия внеш него магнитного поля. Целью изобретения является повышение точности измерения в области низких температур . Для этого термочувствительньй элемент выполнен из карбида кремния кристаллической формы типа 6Н и легирован азотом в концентрации 5-10- -7 to см . Легирование осуществляется из газовой фазы в процессе роста кристалла -Карбида кремния при контролируемом парциональном давлении азота, определяемом выбором уровня легирования. 2 ил., 1 табл. (Л

СЭОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК д114 G 01 К 7/16

r>g„.„

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3801604/24-210 (22) 15 ° 10. 84 (46) 30.03.86. Бюл. Р 12 (71) Ордена Ленина физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе (72) М.В. Алексеенко, А.Г. Забродский, В.А. Ильин, В.И. Левин и M.Ï.Òèмофеев (53) 536.531(088.8) (5e) Карбид кремния /Под ред. Г.Хениша и P Роя, перев. с англ. N.

Мир, 1972, с. 245.

Комов А.Н. и др. Высокотемпературный прецизионный термопреобраэова, тель иэ карбида кремния для датчиков различного назначения, — теэ.докл, всесоюзной научной конференции

"Температура — 84", Львов, 1984, т. 1, с, 60..

„„SU„„1221510 А (54) ТЕРМОМЕТР СОПРОТИВЛЕНИЯ (57) Изобретение может быть использовано при измерении сверхнизких температур в условиях воздействия внеш- него магнитного поля. Целью изобретения является повышение точности измерения в области низких температур. Для этого термочувствительный элемент выполнен из карбида кремния кристаллической формы типа 6Н и легирован азотом в концентрации 5 ° 10—

>8

l9

-7 10 смэ. Легирование осуществляется нз газовой фазы в процессе роста кристалла карбида кремния при контролируемом парциональном давлении азота, определяемом выбором уровня легнрования. 2 ил., 1 табл, 12

Сопротивление, Ом/ТКС,, K при Т, К Образец Концентрация

10 9 см з

4,2 20

0 5 3

0,2

0,3

4 .10

8 ° 1(з

A,3

0,08

1,1 10

9-10

0 11

1,8 10

0,27

2,7

0,3

4 10

246

12,3

2,7

3,3

0,29

9,0

0,1

Изобретение относится к термометрии, а именно к измерению сверхнизких температур от нескольких десятков дп менее одного градуса Кельви— на в условиях воздействия внешнего магнитного поля, Целью. изобретения является повышение точности измерения в области низких температур.

На фиг. 1 приведены погрешности измерения температуры с помощью германиевого (кривая 1) и карбидкремниевых (кривые 2, 3 и 4) термометров сопротивления в магнитном поле

 — 2,5Т; на фиг,2 — зависимость уровня легирования карбида кремния от парциального давления азота в печи при 2050 С.

Изготовление термочувствительного элемента термометра сопротивления осуществляется следующим образом

Выращивают кристалл карбида кремния в политипной модификации 6Н сублимационным методом при 2050 С. Лео гирование азотом осуществляется в процессе роста из газовой фазы при контролируемом парциальном давлении азота 8 10 — 2 ° 10 мм рт,ст., которсе определяется выбором уровня

Из данных таблицы видно, что образец 1 с концентрацией 3 10 см при

4,2К имеет сопротивление 10 Ом, что .5 затрудняет точное измерение температуры, а образец 5 с концентрацией азота 9 10 см (что превышает верх!

9 ний рекомендованный предел) при 4,2К имеет величину температурного коэффициента сопротивления (ТКС ) ? 1510 2 легирования. Выбор легирующей примеси азота и карбида кремния политипной модификации 6Н определяется тем, что именно в данном политипе примесь азота дает достаточный глубокий уровень Ес — 0,1 эВ. Волновая функция электрона на таком уровне локализована в малой области с характерньж размером в несколько ангстрем, поэтому она будет слабо деформироваться под влиянием внешнего магнит-, ного поля,что приводит к незначительным изменениям величины сопротивления в магнитном поле и повышению точности измерения, Концентрация азота, определенная при комнатной температуре из холловских измерений, составила б 10 — 7 10 см в зависимости от

ig «(9 парциального давления азота. При этом

2б,цля получения кристалла с заданным уровнем легирования использована зависимость фиг. 2. Чувствительный элемент термометра сопротивления изготавливался в виде параллепипеда с разме25 рами бх2х0,5 мм. Метрологические характеристики термометров, изготовленных с различной степенью легирования чувствительного элемента, представлены в таблице. равную 2 IO К, т. е. такой слабочувствительный элемент не подходит для термометра сопротивления.

Формула изобрете ния

Термометр сопротивления, содержащий термочувствительный элемеíf выюТ,к и»

y- о а уа да

97ию. g

Р и >,ол.ет.

Составитель А. Тереков

Техред О.Гортвай Корректор А. Ференц

Редактор М. Келемеш

Заказ 1603/47 Тираж 778 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1221510 а полненный из карбида кремния, о т л и- тельный элемент выполнен из карбида ч а ю шийся тем, что, с целью кремния кристаллической формы типа повышения точности измерения в облас- 6Н и легирован азотом в концентрации

18 19 ти низких температур, термочувстви- 5 ° 10 — 7 10 см .