Dr. Hans-W. Marx

Abstract

Vom Flachbettschreiber zu innovativen Laborgeräten zur Charakterisierung thermoelektrischer Materialien

 

Die LINSEIS Messgeräte GmbH stellt seit den 1950er Jahren Geräte für die thermische Analyse her, ist aber auch aus dieser Zeit als Hersteller von Flachbettschreibern bekannt. Zu Beginn der Firmengeschichte wurden „Standardgeräte“ der Thermischen Analyse hergestellt: Dilatometer, Kalorimeter und Simultane Thermische Analysatoren (STA). Seit den 2000er Jahren kamen Geräte zur Messung der Wärmeleitfähigkeit und zur Charakterisierung thermoelektrischer Materialien hinzu.  Nach dem LaserFlashAnalyser LFA, mit dem die Temperatur- bzw. Wärmeleitfähigkeit gemessen werden kann, war das erste Gerät, das gezielt auf den Bereich der thermoelektrischen Materialien ausgelegt war, unser LSR: Linseis Seebeck and Resistivity Analyser. Dieses Gerät ermöglicht die simultane Messung des Seebeck-Koeffizienten und des elektrischen Widerstands, im Wesentlichen an Bulk-Materialien aber auch an dünnen Schichten. Durch ein neu entwickeltes Modul kann auch direkt der Gütefaktor ZT gemessen werden (Harman-Methode). Ein weiteres Gerät zur Messung des Gütefaktors in einem einzigen Gerät ist unser LZT-Analysator. Er integriert die LaserFlash-Methode in einem LSR-Analysator, sodass Seebeck-Koeffizient, elektrische und Temperatur-Leitfähigkeit an einer Probe in einem Gerät bestimmt werden können. In den folgenden Jahren kamen Geräte zur Messung der thermophysikalischen Eigenschaften dünner Schichten hinzu. Unser „Dünnschicht-LaserFlashAnalyser“ (TF-LFA) dient der Messung der Temperaturleitfähigkeit, der „Dünnfilm-Analysator“ TFA erlaubt die Bestimmung aller wesentlichen Eigenschaften thermoelektrischer Dünnschichten (Wärmeleitfähigkeit, elektrischer Widerstand, Seebeck-Koeffizient (und somit des Gütefaktors ZT), Wärmekapazität, Emissivität, Hall-Konstante und den daraus abgeleiteten Größen Ladungsträgerkonzentration und –mobilität). In jüngster Vergangenheit wurden und werden Geräte zur hochgenauen Messung der Hall-Konstanten auch bei hohen Temperaturen entwickelt. Viele Neuentwicklungen entstanden in gemeinsamen Forschungsprojekten mit Hochschulen und Universitäten. In diesem Vortrag werden einige der oben genannten Geräte detailliert vorgestellt.

Curriculum Vitae

  • 1985-1994 Studium der Chemie an der RWTH Aachen (Promotion bei Prof. Gerhard Herberich)
  • 1994-1995 Postdoc an der Universität Bordeaux (Prof. Didier Astruc)
  • 1995-1996 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Anorganische Chemie der RWTH Aachen
  • 1996-2011 Mitarbeiter bei der PHYWE Systeme GmbH (Lehrmittelhersteller für Naturwissenschaften); technische Beratung und Verkauf Export Afrika
  • ab 2012 Mitarbeiter bei der LINSEIS Messgeräte GmbH; technische Beratung und Verkauf