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].
