12.06.2023 by Aileen Sammler
NanoTR و PicoTR - خط أدوات التوصيف الحراري للطبقات الرقيقة
تكتسب تكنولوجيا النانو أهمية كبيرة في مختلف المجالات. ففي مجالات الاتصالات، والطب، والبيئة، والطاقة، والفضاء، والطيران، وما إلى ذلك، يقوم المصنعون بتعبئة المزيد والمزيد في مساحات أصغر فأصغر، وتصبح الحرارة المنبعثة مشكلة أكبر من أي وقت مضى. وبالتالي، تلعب معرفة الخصائص الفيزيائية الحرارية للمواد دورًا رئيسيًا في تمكين التدفق الحراري الأمثل. باستخدام NETZSCH طرق الانعكاس الحراري للمجال الزمني ، يمكننا قياسها.
الإدارة الحرارية للأغشية الرقيقة
يمكن تحقيق تحديد الموصلية الحرارية والانتشار الحراري للمواد باستخدام طريقة وميض الليزر/الضوء (LFA) المعمول بها. يمكن استخدام طريقة LFA هذه عادةً للعينات التي يتراوح سمكها بين 0.1 مم و6 مم. ومع ذلك، مع التصاميم المتطورة باستمرار في الأجهزة الإلكترونية والطلب المرتبط بالإدارة الحرارية الفعالة، من المهم الحصول على قياسات دقيقة للانتشار الحراري والتوصيل الحراري ومقاومة التلامس الانتقالي في نطاق النانومتر. في مجال التطبيق هذا، تتراوح سماكة المواد من 10 نانومتر إلى 2 ميكرومتر. وقد تأخذ شكل تخزين تغير الطور (PCM)، أو الأغشية الرقيقة الكهروحرارية الحرارية، أو الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LED)، أو طبقات الواجهة العازلة أو حتى الأغشية الموصلة الشفافة (PFD).
وغالبًا ما يكون سمك الأغشية النانومترية الرقيقة أقل من حجم الحبيبات النموذجي. وبالتالي، تختلف خصائصها الفيزيائية الحرارية بشكل كبير عن قيم المواد السائبة. مع تناقص حجم الحبيبات (سمك الفيلم)، تنخفض الانتشارية الحرارية - خاصة في منطقة المسار الحر المتوسط للإلكترونات. ولذلك، يمكن أن تكون الانتشارية الحرارية للمادة السائبة أعلى بعدة مرات من انتشارية الأغشية الرقيقة. نظرًا لهذه الحقيقة، من الضروري تحديد الانتشار الحراري على الأغشية الرقيقة أيضًا.
الانعكاس الحراري للمجال الزمني بواسطة التسخين الضوئي النبضي: طريقة وميض الليزر للأغشية الرقيقة
NanoTRوPicoTR هما نظاما التحليل الحراري المفضلان للأغشية الرقيقة. وهما أول جهازي تحليل في العالم لتوفير قياسات عالية الدقة للخصائص الفيزيائية الحرارية للأغشية المعدنية والأكسيدية والعضوية وغيرها، وقد تم تطويرهما في الأصل من قبل المعهد الوطني للقياس في اليابان (NMIJ) التابع للمعهد الياباني للمعايير والتكنولوجيا. تتيح هذه الأجهزة إجراء قياسات سريعة ودقيقة للغاية للانتشار الحراري والفيوزية الحرارية والتوصيل الحراري والمقاومة الحرارية البينية للأغشية التي يتراوح سمكها من عدة نانومترات إلى عدة عشرات من الميكرومترات، والتي يتم تشكيلها على أي ركيزة.
كيف تعمل؟
يتم تسخين السطح الأمامي أو الخلفي لطبقة رقيقة على ركيزة بواسطة مصدر ليزر نابض (ليزر المضخة). وفي الوقت نفسه، يتم تشعيع السطح الأمامي للغشاء الرقيق بواسطة مصدر ليزر لمراقبة درجة الحرارة (ليزر المسبار). وبالاقتران مع كاشف الصور، يمكن تقييم الانعكاسية كدالة للوقت ويمكن الحصول على منحنى ارتفاع درجة الحرارة. من خلال ملاءمة النموذج الرياضي لمنحنى تاريخ ارتفاع درجة الحرارة، يمكن تحديد الانتشار الحراري.
من خلال قياس الطاقة الثابتة المنبعثة من ليزر العينة وانعكاسها من العينة، يمكن تسجيل التغيرات في درجة حرارة السطح بدقة وسرعة أكبر من كاشفات الأشعة تحت الحمراء التقليدية.
يمكن تحقيق تحديد الانتشار الحراري والمقاومة الحرارية البينية عن طريق التسخين الخلفي/الكشف الأمامي (وضع الترددات الراديوية) والتسخين الأمامي/الكشف الأمامي (وضع FF).
يسمح كل من NanoTRوPicoTR بإجراء قياسات مطلقة للانتشار الحراري للأغشية الرقيقة في نطاق سمك يبلغ عدة 10 ميكرومتر نزولاً في نطاق النانومتر.
فوائدك في لمحة سريعة
- التحليل الفيزيائي الحراري للأغشية الرقيقة، بما في ذلك الهياكل متعددة الطبقات: يمكن لـNanoTR و PicoTR قياس الانتشار الحراري والانسيابية الحرارية والتوصيلية الحرارية للأغشية الرقيقة والمقاومة الحرارية البينية بين الأغشية الرقيقة للأغشية متعددة الطبقات. يتيح NanoTRوPicoTR تصميمات حرارية متطورة للغاية لأجهزة أشباه الموصلات.
- قياس عالي السرعة: تتيح تقنية معالجة الإشارات المتطورة فيNanoTRإجراء قياسات عالية السرعة.
- تكوينات الترددات اللاسلكية والترددات الحرة: يمكن تهيئةNanoTRوPicoTR لكل من قياسات الترددات اللاسلكية (التسخين الخلفي/الكشف الأمامي) وقياسات الكشف الأمامي (التسخين الأمامي/الكشف الأمامي)، مما يتيح قياس مجموعة متنوعة من العينات.
- تحليل عالي الدقة: توفر هذه الأجهزة قياسات عالية الدقة للخصائص الفيزيائية الحرارية للأغشية المعدنية والأكسيدية والعضوية وغيرها من الأغشية. يمكن تأكيد الدقة العالية من خلال المواد المرجعية المعتمدة من المعهد الوطني للمواد المرجعية المعتمدة (NMIJ).
- أوسع نطاق سماكة: بالاقتران مع أجهزة LFA الخاصة بنا، نحن قادرون على تقديم حلول للأغشية الرقيقة في نطاق النانومتر حتى المواد السائبة في نطاق المليمتر.
