納米薄膜熱導(dǎo)率測(cè)試系統(tǒng)-TCN-2ω
薄膜材料的熱導(dǎo)率評(píng)價(jià)將變得極為簡(jiǎn)便
日本Advance Riko公司推出的納米薄膜熱導(dǎo)率測(cè)試系統(tǒng)是使用2ω方法測(cè)量納米薄膜厚度方向熱導(dǎo)率的商用系統(tǒng)。與其他方法相比,樣品制備和測(cè)量極為簡(jiǎn)單。
特點(diǎn):
1. 在納米尺度衡量薄膜的熱導(dǎo)率
開發(fā)出監(jiān)測(cè)周期加熱過程中熱反射帶來(lái)的金屬薄膜表面溫度變化的方法。從而通過厚度方向上的一維熱導(dǎo)模型計(jì)算出樣品表面的溫度變化,極為簡(jiǎn)便的衡量厚度方向上熱導(dǎo)率。(日本專li:5426115)
2. 樣品制備簡(jiǎn)單
不需要光刻技術(shù)即可將金屬薄膜(1.7mm×15mm×100nm)沉積在薄膜樣品上。
應(yīng)用方向
1. 熱設(shè)計(jì)用薄膜熱導(dǎo)率評(píng)價(jià)的選擇。
low-k薄膜,有機(jī)薄膜,熱電材料薄膜
2. 可用于評(píng)價(jià)熱電轉(zhuǎn)換薄膜
測(cè)量原理
當(dāng) 使用頻率為f的電流周期加熱金屬薄膜時(shí),熱流的頻率將為電流頻率的2倍(2f)。如果樣品由金屬薄膜(0)-樣品薄膜(1)-基體(s)組成(如圖),可由一維熱導(dǎo)模型計(jì)算出金屬薄膜上表面的溫度變化T(0)。
假設(shè)熱量全部傳導(dǎo)到基體,則T(0)可由下式計(jì)算:
(λ/Wm-1K-1,C/JK-1m-3,q/Wm-3,d/m,ω(=2πf)/s-1)
式中實(shí)部(同相振幅)包含樣品薄膜的信息。如熱量全部傳導(dǎo)到基體,則同相振幅正比于(2 ω)0.5,薄膜的熱導(dǎo)率(λ1)可由下式給出:
(m:斜率,n:截距)
設(shè)備參數(shù)
1. 測(cè)試溫度:室溫
2. 樣品尺寸:長(zhǎng)10~20mm,寬10mm
厚0.3~1mm(含基體)
3. 基體材料:Si(*)
Ge,Al2O3(高熱導(dǎo)率)
4. 樣品制備:樣品薄膜上需沉積金屬薄膜(100nm)
(*:金)
5. 薄膜熱導(dǎo)率測(cè)量范圍:0.1~10W/mK
6. 測(cè)試氛圍:大氣
設(shè)備概念圖
樣品準(zhǔn)備
測(cè)試數(shù)據(jù)
Si基底上的SiO2薄膜(20-100nm)測(cè)量結(jié)果
d1 / nm | 19.9 | 51.0 | 96.8 |
λ1/ W m-1 K-1 | 0.82 | 1.03 | 1.20 |