TDTR
محلل الانعكاس الحراري للمجال الزمني
الانعكاس الحراري هو طريقة لتحديد الانتشار الحراريوالتوصيل الحراري للأغشية الرقيقة ذات السماكة في نطاق النانومتر.
وقد استجاب المعهد الوطني للعلوم والتكنولوجيا الصناعية المتقدمة (AIST) باليابان بالفعل للمتطلبات الصناعية بتطوير "طريقة الانعكاس الحراري الحراري بالتسخين الضوئي النبضي" في أوائل التسعينيات. وتأسست شركة PicoTherm Corporation في عام 2008 مع إطلاق جهاز الانعكاس الحراري بالنانو ثانية "NanoTR" وجهاز بيكو-ثانية للانعكاس الحراري "PicoTR"، والذي يسمح بإجراء قياسات مطلقة للانتشار الحراري للأغشية الرقيقة في نطاق سمك يبلغ عدة 10 ميكرومتر وصولاً إلى نطاق النانومتر.
في أكتوبر 2020، انضمت شركة PicoTherm إلى مجموعة NETZSCH كشركة تابعة لشركة NETZSCH اليابان. وبالاقتران مع أنظمة LFA الخاصة بنا، يمكن لـ NETZSCH الآن تقديم الحل للأغشية الرقيقة في نطاق النانومتر حتى المواد السائبة في نطاق المليمتر.
الانعكاس الحراري بواسطة التسخين بالضوء النبضي
على النقيض من طريقة وميض الليزر التقليدية، لا يوجد كاشف بالأشعة تحت الحمراء يستخدم لقياس الزيادة في درجة الحرارة في العينة بعد نبضة ليزر قصيرة. وبدلاً من ذلك، يتم استخدام الانعكاسية المعتمدة على درجة الحرارة للسطح 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 بسماكة 200 ميكرومتر. وعلى النقيض من ذلك، فإن PicoTR (جهاز الانعكاس الحراري بيكو-ثانية) قادر على قياس طبقة موليبدينوم بسُمك 100 ميكرومتر. بالنسبة للتطبيقات في النطاق بين LFA و PicoTRوالأكثر فعالية من حيث التكلفة NanoTR (جهاز الانعكاس الحراري النانو-ثانية) الأكثر فعالية من حيث التكلفة.
