Сенсори деформації для кріогенних температур на основі мікрокристалів кремнію

Abstract

Для створення сенсорів деформації, працездатних при кріогенних температурах, досліджено тензометричні характеристики легованих бором ниткоподібних кристалів (НК) Si р-типу, закріплених на сталевих пружних елементах, при температурах 4,2, 77 і 300 К. Показано, що НК Si p-типу з ρ300К≈0,010 Ом×см (R77K/R300K≈1,7) і коефіцієнтом тензочутливості К4,2К≈–1×103 найпридатніші для створення сенсорів деформації на основі некласичного п’єзорезистивного ефекту для кріогенних температур, зокрема, для 4,2 К. Для створення сенсорів деформації для температури рідкого азоту найпридатніші НК Si p-типу з ρ300К=0,013–0,025 Ом×см (R77K/R300K=2,8–3,4) на основі класичного п’єзорезистивного ефекту. To create strain sensors operating at cryogenic temperatures piezoresistive characteristics of boron doped p-type Si whiskers, mounted on steel spring elements fabricated, were studied at temperatures 4.2, 77 and 300 K. P-type Si whiskers with ρ300К ≈0.010 Ohm×cm (R77K/R300K ≈1,7) and gauge factor GF4.2K = –1103 are most suitable to create strain sensors based on the nonclassic piezoresistance for cryogenic temperatures, particularly, for 4.2 K. To create strain sensors for the temperature of liquid nitrogen the most suitable are p-Si whiskers with ρ300К=0.013–0.025 Ohmcm (R77K/R300K=2,8–3,4) based on the classic piezoresistance.