In-Situ Survey System of Resistive and Thermoelectric Properties of Either Pure or Mixed Materials in Thin Films Evaporated Under Ultra High Vacuum

L. Lechevallier; J.-Y. Le Huerou; G. Richon; J.-M. Sarrau; J. Gouault

doi:doi:10.1051/jp3:1995136

Numéro		J. Phys. III France Volume 5, Numéro 4, April 1995


Page(s)		409 - 418
DOI		https://doi.org/10.1051/jp3:1995136

DOI: 10.1051/jp3:1995136
J. Phys. III France 5 (1995) 409-418

In-Situ Survey System of Resistive and Thermoelectric Properties of Either Pure or Mixed Materials in Thin Films Evaporated Under Ultra High Vacuum

L. Lechevallier¹, J.-Y. Le Huerou¹, G. Richon², J.-M. Sarrau³ and J. Gouault²

¹ I.U.P. Génie Electrique, Université de Cergy-Pontoise, 8 le Campus, 95033 Cergy-Pontoise, France
² LACIS, URA CNRS 808 Faculté des Sciences et des Techniques, Université de Rouen BP 118, Place Emile Blondel, 76134 Mont Saint Aignan Cedex, France
³ LMI URA CNRS 808 Faculté des Sciences et des Techniques, Université de Rouen BP 118, Place Emile Blondel, 76134 Mont Saint Aignan Cedex, France

(Received 28 April 1993, revised 31 March and 2 November 1994, accepted 19 January 1995)

Abstract
The study of thermoelectric and resistive in situ behaviours depending on temperature for thin films of either pure or composite materials obtained under ultra-high vacuum, is very interesting, since they can be used as strain gauges or superficial resistances. However, studies become particularly difficult when the measurements generate very low-level electrical signals. Indeed, these turn out to be hardly detectable because of the perturbations brought by the experimental environment. The apparatus described below allows for the measurement of resistance with a relative uncertainty of $2\times10^{-4}$ , resistance variation with an absolute uncertainty of 2 m $\Omega$ and thermoelectric e.m.f. of about 2 $\mu$ V. Films studied in the laboratory generally exhibit resistances lower than 100 $\Omega$ and resistance variations due to temperature variations of about a few ohms. So this device has sufficient technical characteristics for our studies. It can be connected to a PC, which allows for easy data collection and treatment.

Résumé
L'étude des comportements résistif et thermoélectrique in situ en fonction de la température de couches minces de matériaux simples ou composites obtenus en milieu raréfié s'avére intéressante en vue d'applications comme jauge de contrainte ou résistance superficielle mais particulièrement délicate lorsque les mesures donnent naissance à des signaux électriques de très faible amplitude. Ces derniers deviennent en effet difficilement décelables en raison des perturbations apportées par l'environnement expérimental. Le système qui est décrit ici permet de mesurer des résistances avec une certitude relative de $2\times10^{-4}$ et d'apprécier des variations de résistance de 2 m $\Omega$ et des f.e.m. thermoélectriques de l'ordre de 2 $\mu$ V. Les couches étudiées au laboratoire présentent généralement des résistances inférieures à 100 $\Omega$ et des variations de résistance dues aux variations de température de l'ordre de quelques $\Omega$ . Le dispositif de mesure présente donc des caractéristiques techniques suffisantes pour nos études. Connecté à un PC il permet l'acquisition des données et un traitement rapide.