4.3 Spezifischer Widerstand

Der spezifische Widerstand der Proben kann sehr schnell mit einer einfachen Meßapparatur nach der Vierpunkt-AC-Methode im Bereich 4,2 K < T < 293 K gemessen werden. Meßgröße ist das relative Widerstandsverhältnis r (T ) / r (4,2 K), da der zur absoluten Bestimmung des spezifischen Widerstands nötige Geometriefaktor nicht ausreichend genau ermittelt werden kann.


Die Vierpunkt-AC-Methode

Die Probe wird mit vier Kontakten belegt. Über zwei der Kontakte wird die Probe mit einer Wechselstromquelle verbunden, und über die anderen beiden Kontakte kann der Spannungsabfall über der Probe abgegriffen werden. Der Vorteil dieser Methode besteht darin, daß der reine Spannungsabfall über der Probe ohne störende Anteile der Zuleitungen gemessen werden kann. Zudem werden Störsignale wie Rauschen weitestgehend durch die Verwendung eines Lock-In-Verstärkers unterdrückt, da nur der Anteil des Spannungssignals, der mit dem eingeprägten Wechselstrom in Phase ist, ausgewertet wird.

Aufnahme der Widerstandskurve

Ein Stück der Probe wird zwischen die federnden Kontakte aus Kupfer geklemmt. Der Probenhalter wird langsam in eine Kanne mit flüssigem Helium abgesenkt. Zur Aufnahme des kontinuierlichen Verlaufs des spezifischen Widerstands wird der Temperaturgradient über dem Heliumspiegel innerhalb der Kanne ausgenutzt. Das Absenken des Probenstabs geschieht von Hand, die Aufnahme der Meßdaten jedoch automatisch mit dem Rechner. Zur Zeit wird von W. Guth eine Apparatur aufgebaut, in der die Geometrie des Probenhalters optimiert ist und das Absenken der Probe ebenfalls automatisch erfolgt [Guth97]. Eine Messung des spezifischen Widerstands inklusive des Ein- und Ausbaus der Probe läßt sich zur Zeit in weniger als einer Stunde bewerkstelligen. Eine ausführliche Beschreibung der Meßapparatur findet man bei [Thies91].
Kapitel 4.2