Der Debye-Sears-Effekt zur Bestimmung der elastischen Konstanten von Silicium

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Abstract
Der Debye-Sears-Effekt (Lichtbeugung an Ultraschallwellen) wird als Methode zur Bestimmung der elastischen Konstanten auf den nahen ultraroten Spektralbereich ausgedehnt und auf Silicium angewendet. Als Lichtquelle dient ein He-Ne-Gaslaser mit einer Wellenlänge von 1,1523 μm. Die Ultraschallfrequenz liegt bei 57 MHz. Für die Intensitätsverhältnisse des gebeugten Lichtes läßt sich die Raman-Nathsche Theorie des Phasengitters benutzen; hieraus können die vorliegenden Brechungsindexschwankungen bestimmt werden. Die 7 kristallographisch verschiedenen Schallgeschwindigkeiten bzw. die 3 elastischen Konstanten des Siliciums werden angegeben und den aus Impulsmeßverfahren bekannten Literaturwerten vergleichend gegenübergestellt. Aus der Resonanzverstimmung bei optisch gemessener Temperaturerhöhung gelingt es, die Temperaturkoeffizienten der Schallgeschwindigkeiten zu messen und daraus die Temperaturkoeffizienten der elastischen Konstanten zu berechnen.

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