Термометр сопротивления Советский патент 1986 года по МПК G01K7/16 

Изобретение относится к термометрии, а именно к измерению сверхнизких температур от нескольких десятков до менее одного градуса Кельвина в условиях воздействия внешнего магргитного поля.

Целью,изобретения является повышение точности измерения в области низких температур.

На фиг. 1 приведены погрешности измерения температуры с помощью германиевого (кривая 1) и карбидкрем- ниевых (кривые 2, 3 и 4) термометров сопротивления в магнитном поле В-2,5Т; на фиг.2 - зависимость уровня легирования карбида кремния от парциального давления азота в печи при .

Изготовление термочувствительного элемента термометра сопротивления осуществляется следующим образом

Выращивают кристалл карбида кремния в политипной модификации 6Н суб- /шмадионным методом при 2050°С. Легирование азотом осуществляется в процессе роста из газовой фазы при контролируемом парциальном давлении

азота

10 - 2-10 мм рт.ст., которое определяется выбором уровня

215102

легирования. Выбор легирующей примеси азота и карбида кремния политипной модификации 6Н определяется тем, что именно в данном политипе

5 примесь азота дает достаточньш глубокий уровень Eg - 0,1 зВ. Волновая функция электрона на таком уровне локализована в малой области с характерным размером в несколько ангстрем,

10 поэтому она будет слабо деформироваться под влиянием внешнего магнит- ( него поля,что приводит к незначительным изменениям величины сопротивления в магнитном поле и повышению точности

15 измерения. Концентрация азота, определенная при комнатной температуре из холловских измерений, составила 6 10- 7-10 см в зависимости от парциального давления азота. При этом

20 для получения кристалла с заданным уровнем легирования использована зависимость фиг. 2. Чувствительный эле- )мент термометра сопротивления изготавливался в виде параллепипеда с разме25 рами 6x2x0,5 мм. Метрологические ха- рактеристики термометров, изготовленных с различной степенью легирования чувствительного элемента, представлены в таблице.

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

0,3 0,6

1,9 3,3 9,0

4 -103 15

10

0,08

Из данных таблицы видно, что образец

см

при

1 с концентрацией 3 10 4,2К имеет сопротивление 10 Ом, что затрудняет точное измерение температуры, а образец 5 с концентрацией азота 910 см (что превьшает верх- НИИ рекомендованный предал) при 4,2К имеет величину температурного коэффициента сопротивления (ТКС ) ,

равную 2 10 К , т, е. такой слабочувствительный злемент не подходит для термометра сопротивления,

Формула изобретения

Термометр сопротивления, содержащий термочувствительньй злемент, вычающийся тем, что, с целью ггавьшения точности измерения в области низких температур, термочувствикремния кристаллической формы типа 6Н и легирован азотом в концентраци 5-10 - 7 Ю см-з .

п

да-«

Я IfllJt.t

ХТК

rf,C/f-

L

- да. . jj

Редактор М. Келемеш

Составитель А. Терексв

Техред О.Гортвай Корректор А. Ференц

Заказ 1603/47Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗЗ, Раушская наб., д. 4/5

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

и Й7 /i «

«, Л /ода ffff.