Strain gages based on gallium arsenide whiskers

Abstract

Досліджено деформаційні властивості ниткоподібних і стрічкових кристалів GaAs р- та nтипів провідності із різною довжиною (0,3–7 мм) і діаметром (10–40 мкм) у широкому інтервалі температур. Тензорезистори на основі сильнолегованих ниткоподібних кристалів GaAs р-типу провідності мають лінійні деформаційні характеристики і слабку температурну залежність тензочутливості в інтервалі температур від –120 до +350 °С. Температурний коефіцієнт опору (ТКО) незакріплених тензорезисторів досягає +(0,12–0,16)%×град–1, атемпературний коефіцієнт тензочутливості в інтервалі температур –120 +80 °С становить–0,03 % × град–1. Тензорезистори на основі стрічкових кристалів GaAs n-типу провідностівідрізняються великою гнучкістю і високою тензочутливістю. Вони дієздатні до температур+400 °С і можуть використовуватись для вимірювання деформацій на криволінійнихповерхнях за високих температур. ТКО таких незакріплених тензорезисторів становить –0,01 +0,03 %×град–1, а температурний коефіцієнт тензочутливості в інтервалі температур–120 ... +400 °С досягає –0,16 % × град–1.

Strain-resistant properties of GaAs whiskers and ribbons of p- and n-type conductivity with various length (0.3–7 mm) and diameter (10–40 μm) have been investigated in a wide range of temperatures. Strain gages based on heavily doped p-type conductivity GaAs whiskers have linear deformation characteristics and a weak temperature dependence of strain sensitivity in the temperature range from –20 to +3500 °C. The temperature coefficient of resistance (TСR) of not fixed strain gages is about +(0.12–0.16) % × grad–1. The temperature coefficient of strain sensitivity is –0.03 % × deg–1 in the temperature range –120+800 °C. Strain gages based on n-type GaAs ribbons are characterized by high flexibility and high strain sensitivity. They are capable up to +4000 °C and can be used to measure deformations on curved surfaces at high temperatures. TСR of not fixed strain gages is –0.01 +0.03 % × grad–1. The temperature coefficient of strain sensitivity is –0.16 % × deg–1 in the temperature range –120 ... +4000 °С.