2.8. Сенсор температури (hk n-Ge)

Давач температури призначений для вимірювання температур у діапазоні 77-253 ить до підвищення чутливості давача. У запропонованому давачі цей ефект розвинутий далі, покращена можливість підвищення чутливості давача і розширення його функціональних можливостей.

Давач містить: термочутливий елемент із HK зі струмопідводами. У нього введені два пружних елементи, деформуючі гвинти і тензочутливий елемент (рис.8,а). Термочутливий елемент виконаний із Ge орієнтації <111> з концентрацією носіїв 1 10¹⁷-5 10¹⁷см^-3 і жорстко закріплений на одному із пружних елементів, а тензочутливий елемент закріплений на другому пружному елементі, обидва пружні елементи розміщені один над одним і одні кінці їх з'єднані між собою жорстко, а інші - за допомогою деформуючих гвинтів. Термочутливий елемент є легований Sb і Au. Тензочутливий елемент виконаний також із HK n-Ge з і його тензочутливість слабо залежить від температури. Температурна чутливість давача dR/dT при високих рівнях деформації досягає 50 Ом/К. За допомогою завдання певного рівня деформації маємо певну термометричну характеристику, можемо збільшувати номінал опору термометра у 3-4 рази (при 77 K), а також зсувати температуру мінімуму кривої R(T) (рис.8, б).

Рис.8. Конструкція давача (а) та його градуювальні характеристики при різних рівнях деформації (б): 1 - ЧЕ; 2 - струмошдводи; 3 - зв'язувач; 4 - пружні елементи; 5 - опорна колодка; 6 - тензочутливий елемент. 7 - гвинти кріплення; 8 - деформуючі гвинти; криві 9-15 відповідають таким рівням деформації: (0; 0,3; 0,6; 0,9; 1,2; 1.5; 1,8)-10^-3відн. од.

Вибір діапазону концентрації носіїв у термочутливих елементах зумовлений тією обставиною, що при n < 10¹⁷ см^-3 звужується діапазон задаваних деформацій, пов'язаний з виходом залежності R(T) на плато, а при n >510¹⁷ см^-3 відбувається зменшення тензочутливості елементів. У порівнянні з Si, перевагою давача с більш висока тензочутливість, зумовлена особливостями зоншїшньої будови Ge, а також розширення діапазону роботи давача у низькотемпературну область.

2.9. Низькотемпературний термометр (hk Te-Se)

Термометр призначений для вимірювання кріогенних температур 1-20 K. Відомі термометри із InSb для діапазону 0,5-10 K. їх недоліком є невисока точність, особливо при наявності магнітних полів, тому що використаний матеріал n-типу провідності характеризується високою рухливістю носіїв і високим значенням магнітоопору; верхній температурний інтервал обмежений 10 K. Метою даної розробки є підвищення точності при одночасному розширенні температурного діапазону. Для цього ЧЕ був виконаний з HK твердого розчину Tei._xSe_x, де 0,1 < х < 0,4 мас. %. Градуювальна характеристика описується залежністю R ~ A-BIgT, де значення постійних можуть складати А = 275 Ом, В = 171 Ом. Вказаний склад твердого розчину забезпечує похибку апроксимації < 0,1 K. Для підвищення точності при вимірюваннях найбільш низьких температур (1-3 K) доцільно використовувати склади з х, близьким до 0,4 мас.% Se, а для більш високих температур (10-20 K) - з х, близьким до 0. Перевагою термометрів є можливість вимірювань у магнітних полях. Величина поперечного магнітоопору в полях з індукцією В <0,8 Тл не перевищує 0,1 K, а в більших полях - магнітоопір описується лінійною функцією виду AR/R = -а+ЬВ, і може бути легко розрахований. Особливості термометричних характеристик визначаються специфікою низькотемпературних властивостей Te (Te-Se).