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pdf, 1.9 Mb - Walther Meißner Institut

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4 Ergebnisse und DiskussionUntersuchung des Einflusses der Mn-Dotierung auf die Wärmeleitfähigkeit von GaAskonnte in der Literatur nicht gefunden werden.Die Wärmewiderstände in Abb. 4.6 (c) können mit den Temperaturdifferenzen ∆Tgemäß der FormelR therm = ∆TP Heiz=lκ · A(4.1)berechnet werden. Mit den verwendeten Messdaten ergibt sich für die (Ga,Mn)As-Probe ein Wärmewiderstand von 1.32 K/W zwischen den äußersten Querabgriffen. Fürdas d = 1 mm dicke GaAs-Substrat mit einer Querschnittsfläche von A = 2 mm 2 undeiner Länge von l = 6 mm entspricht dies einer Wärmeleitfähigkeit von κ = 22.7 WcmK .Dieser Wert liegt innerhalb des von Carlson et al. angegebenen Bereichs und deutetauf geringe Verunreinigungen des GaAs-Substrates hin, was in guter Übereinstimmungmit dem niedrigen Dotiergrad (x = 0.04) der Ga 1−x Mn x As−Probe ist.Der Übergang zwischen dem Heizer und dem warmen Ende der Probe entspricht einemWärmewiderstand von 86.84 K/W, der Wärmewiderstand zwischen der Wärmesenkeund dem kalten Ende der Probe beträgt 29.84 K/W. Offenbar geht die meisteHeizleistung an den Übergängen zum Probenhalter verloren. Zur Reduktion des Wärmewiderstandesgibt es zwei verschiedene Ansätze. Zum Einen kann durch Variationdes Klebemittels versucht werden, ein Material mit sehr hoher thermischer Leitfähigkeitbei tiefen Temperaturen zu finden. Da dieses jedoch in einem sehr großen Temperaturbereicheine gute Haftung der Probe am Probenhalter garantieren und zusätzlichelektrisch isolierend sein muss, ist die Auswahl an kommerziellen Klebemitteln sehrgering. Außerdem besteht die Möglichkeit, die Fixierung der Probe auf dem Probenhalterdurch Klemmen zu realisieren und durch einen möglichst hohen mechanischenAnpressdruck den Wärmewiderstand der Übergänge zwischen Probe und Probenhalterzu minimieren. In diesem Fall sind aber die thermischen Ausdehnungskoeffizientender verwendeten Materialien und Proben zu berücksichtigen. Da das verwendete MaterialsystemGaAs/(Ga,Mn)As zudem sehr spröde ist, eignet sich eine mechanischeKontaktierung in diesem Fall nicht. In der vorliegenden Arbeit wurde somit aufgrundder oben beschriebenen Problematik eine thermische Kontaktierung durch GE Varnishgewählt. Vergleichsmessungen mit anderen wärmeleitfähigen Klebstoffen wie Vakuumfett,Apiezon L und Kapton waren durch die zeitliche Limitierung der Arbeit bisher46

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