Temperature and pressure properties of the resistance alloy ZERANIN30 implanted by high dose, middle energy, C+ ions

• Autorzy: Wilczyńska T. , Wiśniewski R. , Konarski P.

Warianty tytułu

PL

Temperaturowe i ciśnieniowe właściwości rezystancyjnych stopów ZERANIN30 implantowanych jonami C+ o wysokich dawkach i średnich energiach

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The influence of carbon ions implantation into Zeranin30 alloy on their sensitivities to pressure and temperature has been investigated . Specimens were foil type, 20µm thick and planar dimensions 1x50mm). The C+ ions, of energy 100, 150 and 250keV, were implanted on the one side of specimens with doses of 1-, 2- and 3x10 17 ions C+/cm2 respectively. Depth distribution of carbon ions were calculated using SRIM method. The implantation range was less than 0.5µm. Due to C+ ions implantation of max energy and dose a12% increase of mean pressure sensitivity of specimens was noted. Using developed earlier method for more accurate interpretation of implanted flat specimens it was possible to determined properties of modified layer we can estimate the pressure sensitivity coefficient (PSC) of the strongly implanted part as three times higher than the value for not implanted one. High-dose implantation with C+ ions remarkably changes also the temperature - resistance characteristic of Zeranin30 specimens, making it more convenient for the use in the further vicinity of the room temperature. The thermo power of implanted Zeranin30 against copper at room temperature appeared to be about 30% smaller than those for not implanted one. SIMS method of determination of concentration of basic Zeranin30 components and introduced C was used. An anomalous concentration of basic component in depths of 300nm has been observed. The maximal depth of implanted carbon atoms was detected as less than 1µm. Investigated specimens were annealed before and after implantation by 100h at temperature of 150oC.

PL

W pracy przedstawiono wpływ średnio-energetycznej, wysoko dawkowej implantacji węglem Zeraninu30 na charakterystykę rezystancja - temperatura oraz na czułość ciśnieniową. Próbki miały wymiary 20µm x2mm x50mm. Zastosowano energie implantacji 100,150 i 250keV i jednostronną implantację dawkami 1- ,2- i 3x1017 jonow C+ / cm2, odpowiednio. Do określenia rozkładu jonów węgla użyto kodu SRIM 2000 określającego maksymalny zasięg na 0.5µm. Po implantacji maksymalną energią i dawką zauważono 12% wzrost średniego współczynnika czułości ciśnieniowej. Stosując metodę określania właściwości warstw silnie implantowanych w próbkach planarnych określono jego trzykrotny wzrost w stosunku do czułości ciśnieniowej zeraninu czystego. Zaobserwowano, korzystne dla zastosowań, rozpłaszczanie się charakterystyki R-T w okolicy temperatury pokojowej, oraz niewielki (30%) spadek siły termoelektrycznej zeraninu30 względem miedzi w temperaturze pokojowej. Metodą SIMS określono rzeczywiste rozkłady podstawowych składników Zeraninu i zaimplantowanych jonow C (z zasięgiem 1µm) stwierdzając anomalne wartości koncentracji składników podstawowych w głębokościach do 200nm. Próbki przed i po implantacji były stabilizowane termicznie w temperaturze 150oC w czasie 100h. (Temperaturowe i ciśnieniowe właściwości rezystancyjnych stopów ZERANIN30 implantowanych jonami C+ o wysokich dawkach i średnich energiach).

Słowa kluczowe

EN

Zeranin30; electrical resistance; thermopower; ion implantation; high pressure; resistivity; carbon ion; pressure sensor

PL

Zeranin30; rezystancja; siła termoelektryczna; implantacja jonowa; wysokie ciśnienia; jony węgla; sensory ciśnienia

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 88, nr 10a
• Strony: 292--295
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wilczyńska T.

autor

Wiśniewski R.

autor

Konarski P.

• Institute of Nuclear Energy PLATOM, Otwock-Swierk, Poland,

Bibliografia

• [1] Isabellen Hutte Products, Internet information, Bulletin (2011)
• [2] Wiśniewski R. , Wilczyńska T., Wieteska K., Modelling of resistance properties of implanted manganin sensor, Electrical Review, 86 (2010), No.7, 32-35
• [3] Pegs G.N. , High Pressure Measurement Technology, Appl. Science, Publ., London (1983)
• [4] Wiśniewski R., Rostocki A, Bock W., Rajski K., High Pressure (generation, measurements, applications), PWNT (1985), p. 400 (In Polish)
• [5] Rostocki A. , Wiśniewski R. , Un balanced, linear, DC bridge, Rev, Sci. Instrum., 48 (1977), No.6, 710-711
• [6] Wiśniewski R. Wieteska K., Wilczyńska T. , Investigation the electric thermopower of the Kr ion implanted manganin-Cu thermocouple, Electrical Review, 84 (2008), No.3, 184-185
• [7] Turek M. , Prucnal S. , Droździel A., Pyszniak K., Versation plasma ion source with an internal evaporator, Nuclear Instruments and methods in Physics Research B, 269, (2011), 700-707
• [8] Konarski P., Mierzejewska A., B4C/Mo/Si and Ta2O5/Ta nanostructures analysed by ultra-low energy argon ion beams, Appl. Surf. Sci., 203-204 (2003), 354-358
• [9] Piszczek T. , Świerzewski L, Piszczek J ., Woch M. , Niektóre czynniki wpływające na właściwości stopu typu manganin, Prace Instytutu Metali Nieżelaznych, Tom II (1973) nr 1, 42-45
• [10] Zhang Z.H., Chow L., Paschke K., Yu N., Tao K., Matsuishi K. , Meng R.L. , Hor P., Chu W.K., High energy carbon ions implantation: An attempt to grow diamond inside copper, Appl. Phys. Lett., 61 (1992), No. 220, 2650-2652