Leitfähigkeit dünner Metallschichten - Institut für Physik

1. Einführung
Dünne Schichten (Dicke d :1010 −7 mbar) bei
knapp 10 −5 mbar (Für andere Versuche kann Betrieb im Ultrahochvakuum 10 −7 > p >
10 −11 mbar notwnedig sein). Gründe hierfür sind:
• Minimierung des Einbaus von Fremdatomen in die Schicht
• Große freie Weglänge des Dampfes erzielt scharfe Strukturen (vorteilhaft im DEKTAK)
Die Druckmessung erfolgt im Vorvakuumbereich > 10 −3 mbar mit einer Piranimesszelle,
im Hochvakuum mit einer Kaltkathoden-Ionisationsmessröhre ([1],[5]).
Die Erzeugung des Vorvakuums übernimmt eine Drehschieberpumpe, die ihren möglichen
Enddruck von ca. 10 −3 mbar sehr schnell erreicht. Dann schaltet sich eine Turbomolekularpumpe
(TMP) hinzu die in erheblich längerer Zeit den Arbeitsdruck von etwas unterhalb
10 −5 mbar einstellt. Der erreichbare Enddruck hängt neben der effektiven Saugleistung der
Pumpe noch von der Abdampfung von den Kammerwänden, evtl. vorhandenen Lecks und
Verunreinigungen ab (deshalb immer Handschuhe bei der Präparation tragen).
3. Vorbereitungsaufgaben
Um einen Eindruck für die Auswirkungen der einzelnen Effekte zu bekommen, sollen folgende
Aufgaben vor dem Versuch bearbeitet und beantwortet werden.
1. Erläutern Sie die Funktionsweise der Kaltkathoden-Ionisationsmessröhre (keine Glühkathode),
der Piranimesszelle und des Quarzschichtdickenmessers. Erläutern Sie dabei den
Zusammenhang zwischen den Messgrößen und dem Druck und speziell beim Pirani die
Wheatstone-Brücke und wie sie im Pirani verwendet wird. Wie wird die Kaltkathoden-
Ionisationsmessröhre bei geringen Drücken betrieben?
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