الأساليب

الانعكاس الحراري

الانعكاس الحراري هو طريقة لتحديد الانتشار الحراريوالتوصيل الحراري للأغشية الرقيقة ذات السماكة في نطاق النانومتر.

على النقيض من طريقة وميض الليزر التقليدية، لا يوجد كاشف للأشعة تحت الحمراء يستخدم لقياس الزيادة في درجة الحرارة في العينة بعد نبضة ليزر قصيرة. وبدلاً من ذلك، يتم استخدام الانعكاسية المعتمدة على درجة حرارة السطح لتوليد إشارة القياس (تغير الجهد).

يتم تسخين الطبقة الرقيقة بواسطة نبضة ليزر قصيرة (ليزر المضخة). وفي الوقت نفسه، يتم ترك ليزر إضافي (ليزر مسبار) قيد التشغيل بشكل مستمر. ينعكس ضوء الليزر من ليزر المسبار على سطح الغشاء إلى الكاشف. تتناسب القيمة المطلقة لتغير الجهد في الكاشف مع التغير في درجة حرارة سطح الفيلم. ويؤدي حساب النموذج على أساس تغير الجهد (المخطط الحراري) إلى زمن الانتشار الحراري والانتشار الحراري للأغشية الرقيقة.

يعتمد زمن الانتشار الحراري (t) على السُمك (d) والانتشار الحراري (a). يمكن رؤية النطاقات الزمنية الممكنة للانتشار الحراري في الشكل 1. الحد الأدنى ل LFA 467، على سبيل المثال، هو 500 ميكرو ثانية تقريبًا، وهو ما يمكن مقارنته بلوح نحاسي بسُمك 200 ميكرومتر. وعلى النقيض من ذلك، فإن جهاز PicoTR (جهاز الانعكاس الحراري بيكو-ثانية) قادر على قياس طبقة موليبدينوم بسُمك 100 ميكرومتر. بالنسبة للتطبيقات في النطاق بين LFA و PicoTRفإن جهاز NanoTR (جهاز الانعكاس الحراري بالنانو ثانية) الأكثر فعالية من حيث التكلفة.