Berlin 2005 – wissenschaftliches Programm
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O: Oberflächenphysik
O 24: Teilchen und Cluster I
O 24.2: Vortrag
Samstag, 5. März 2005, 15:15–15:30, TU EB301
Elektronische Charakterisierung von Si-Nanopartikeln aus der Gasphase unter Einwirkung uniaxialer Kräfte — •Ingo Plümel1,2, Hartmut Wiggers2 und Axel Lorke1 — 1Laboratorium für Festkörperphysik, UniversitätDuisburg–Essen, Lotharstraße 1, 47048 Duisburg — 2Institut für Verbrennung und Gasdynamik,Universität Duisburg–Essen, Lotharstraße 1, 47048 Duisburg
Das Kompaktierungsverhalten von nano- und mikrokristallinem Silizium-Pulver wurde unter Einwirkung einer uniaxialen Kraft im Bereich von 37MPa bis 750MPa durch DC-Messungen und Impedanzspektroskopie im Frequenzbereich von 10Hz bis 10MHz charakterisiert.
Die Leitfähigkeit und Impedanz werden durch druckabhängige Umordnungsprozesse innerhalb des Pulvers und durch Deformation der Partikel- und Elektrodengrenzflächen bestimmt. Zeitabhängige Leitfähigkeitsmessungen bei konstanter Kraft zeigen drei Bereiche, die jeweils von unterschiedlichen Effekten dominiert werden.
Untersuchungen des Verhaltens mit Impedanzspektroskopie ermöglichen eine genauere Charakterisierung der ablaufenden Relaxationsprozesse. Die verschiedenen Beiträge zur Gesamtimpedanz lassen sich mittels Entwicklung und Anpassung eines Ersatzschaltbildes auflösen. Durch Auswertung der zeitlichen Änderung der separierten Kapazitätsbeiträge kann das Pulver mit Hilfe eines Effektiv-Medium-Modells charakterisiert werden.
Zwischen Probenleitfähigkeit und äußerer Kraft zeigt sich beim Nanopulver ein exponentieller Zusammenhang, während beim Mikropulver ein Potenzgesetz gilt.