Sondeador de vacío de altísima temperatura para mediciones eléctricas y térmicas

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Análisis térmico
• Caracterización eléctrica

Sus antecedentes:

• La caracterización precisa de las propiedades de los materiales a altas temperaturas es crucial para aplicaciones avanzadas.
• Los métodos existentes a menudo se enfrentan a limitaciones en las mediciones eléctricas y térmicas simultáneas en condiciones extremas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y validar una estación de sonda de vacío de temperatura ultraalta (UHT-VPS) para mediciones simultáneas de propiedades eléctricas y térmicas.
• Demostrar la capacidad del sistema para medir las propiedades del zafiro a granel y las micro-resistencias de película delgada.

Principales métodos:

• Se utilizó un soporte de muestra sin contacto calentado por radiación térmica de un calentador de carburo de silicio en un entorno de vacío.
• Se utiliza el método 3ω/2ω para las mediciones de señales eléctricas a partir de 30 nV.
• Se registran las señales de temperatura del calentador y del sensor hasta 30 kHz para el análisis de los datos.

Principales resultados:

• Funcionó con éxito el UHT-VPS de 300 K a 1150 K bajo alto vacío (2 × 10-6 mbar) durante 66 horas continuamente.
• Coeficientes de resistencia de temperatura lineales y cuadráticos para las micro-resistencias de cromo/platino.
• Se midió la conductividad térmica y la difusividad térmica del zafiro a granel, con valores de conductividad térmica no accesibles por métodos ópticos.

Conclusiones:

• El UHT-VPS proporciona una solución eficaz para la recuperación simultánea de propiedades eléctricas y térmicas de materiales a niveles de temperatura sin precedentes.
• La capacidad del sistema para realizar mediciones estables a largo plazo en condiciones extremas valida su utilidad en la investigación de materiales.