Verwendung von Schwingquarzen zur Wägung dünner Schichten und zur Mikrowägung

TLDR: In this paper, eigenfrequenz der Platte infolge Vergroserung der schwingenden Masse is vermessen, so das eine empirische Eichung bei der Schichtwagung mit Schwingquarzen entfallt.

Abstract: Wird eine Fremdschicht auf eine zu Dickenscherungsschwingungen angeregte Schwingquarzplatte aufgebracht, so andert sich die Eigenfrequenz der Platte infolge Vergroserung der schwingenden Masse. Da die Frequenzanderung eines Schwingquarzes sehr genau vermessen werden kann, ergibt sich daraus eine sehr empfindliche Methode zur Wagung dunner Schichten. Massenbelegung der Fremdschicht und Frequenzanderung sind einander proportional. Die Proportionalitatskonstante last sich aus der Eigenfrequenz des Schwingquarzes berechnen, so das eine empirische Eichung bei der Schichtwagung mit Schwingquarzen entfallt. Die Genauigkeit des Schichtwageverfahrens ist in erster Linie durch die Temperaturabhangigkeit der Quarzeigenfrequenz begrenzt und betragt bei 1° C zugelassener Temperaturschwankung etwa ±4 · 10−9 g · cm−2. Das entspricht einer mittleren Dicke von 0,4 A bei der Dichte ϱ=1 g · cm−3. Das Verfahren wurde auch zur direkten Wagung einer Masse ausgenutzt (Mikrowagung). Dabei lies sich eine Genauigkeit von 10−10g erreichen.