3-Omega Methode

 3-Omega Methode

 Untersuchung der Wärmeleitfähigkeit dünner Schichten
 
Zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von dünnen Schichten wird die 3-Omega Methode eingesetzt. Dabei wird auf die zu untersuchende Probe eine linienförmige Heizquelle mit dem Widerstand R aufgebracht. Auf den aufgebrachten Heizer wird nun ein periodischer Strom aufgegeben, infolge dessen sich die Probe ebenfalls periodisch erwärmt. Die dadurch entstehende Temperaturoszillation kann gemessen werden. Aus der Frequenzabhängigkeit dieser Oszillationen kann nun die Wärmeleitfähigkeit der dünnen Schicht bestimmt werden.
Die am Heizer gemessene Spannung besteht aus unterschiedlichen Frequenzen. Neben der Grundfrequenz U(ω) entsteht hier zusätzlich aus der zweiten Oberschwingung eine Frequenz U(3ω), die durch die Widerstandsoszillation erzeugt wird. Durch den bekannten Temperaturkoeffizient des Materials kann über eine mathematische Umformung aus der Amplitude und deren frequenzabhängiger Steigung die Wärmeleitfähigkeit bestimmt werden.

Da die dritte harmonische Welle zur Bestimmung herangezogen wird, wurde das nach David Cahill (1987) entwickelte Verfahren auch 3-Omega Methode benannt.
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