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Die Dehnungsempfindlichkeit cogesputterter Cermet-Dunnschichten aus Platin und Aluminiumoxid (Pt:Al2O3) wird untersucht. Sie weisen gegenuber metallischen Schichten eine erhohte Sensitivitat (k bis zu 10) auf, zeigen jedoch nicht nur bei longitudinaler Dehnung einen k-Faktor kL, sondern bei Dehnung orthogonal zur Stromflussrichtung einen transversalen k-Faktor kT . Die Querempfindlichkeit betragt kT/kL ≈ 0,6 ... 0,7. Schichtanalysen mittels EDX, XRD und TEM zeigen einen Metallanteil um 25 Atomprozent und eine kristalline Platinphase in Form von Partikeln der Grose 5 nm, umgeben von einer amorphen Al2O3-Matrix. Diese Struktur wird in einem Modell abgebildet, das in Zusammenhang mit einem Widerstandsgesetz die numerische Berechnung von kL und kT ermoglicht. Das Modell liefert einen Ansatz, die transversale Empfindlichkeit zu erklaren: Sie ergibt sich zum einen aus der granularen Struktur, bei der Elektronentransport von Metallpartikel zu Metallpartikel stattfindet, zum anderen aus der Unordnung der Partikel, die Umwege in den Pfaden der Elektronenleitung begunstigt. Der Mechanismus, der den erhohten kFaktor kL ermoglicht, bedingt damit auch die Querempfindlichkeit. Verglichen mit klassischen metallischen Dunnschichten sorgt die Querempfindlichkeit der Schicht fur neue Randbedingungen des Einsatzes; sie bietet jedoch die Aussicht auf Verbesserungen, zum Beispiel bei Drucksensormembranen, bei denen sie die Sensitivitat zusatzlich erhohen kann.

tagungsband

1.1.4 - Korrelation erhöhter longitudinaler und transversaler Dehnungsempfindlichkeit granularer Metalle am Beispiel von Platin-Aluminiumoxid-Dünnschichten