Отключване на прозрения: Анализирайте и тествайте с PicoTR о

Акценти

Метод

Спецификации

Софтуер

Свържете се с

Медии

Акценти

Метод за определяне на топлинната дифузия при дебелина от нанометър

Методи на терморефлексията в областта на времето

Метод за определяне на топлинната дифузия в диапазона на дебелина от нанометри

Със значителния напредък в проектирането на електронни устройства и свързаната с това необходимост от ефективно управление на топлината, точните измервания на топлинната дифузия/термопроводимостта в нанометровия диапазон са повече от всякога от решаващо значение.

Националният институт за напреднали индустриални науки и технологии (AIST), Япония, вече отговори на изискванията на промишлеността с разработването на "метод за терморефлексно нагряване с импулсна светлина" в началото на 90-те години. PicoTherm Corporation е създадена през 2008 г. с пускането на пазара на наносекунден терморефлекторен апарат "NanoTR" и пикосекунден терморефлекторен апарат "PicoTR", които позволяват абсолютни измервания на термодифузията на тънки филми с дебелина от няколко 10 μm до нанометричния диапазон.

През октомври 2020 г. PicoTherm се присъедини към NETZSCH Group като дъщерно дружество на NETZSCH Japan. В комбинация с нашите системи LFA NETZSCH вече може да предложи решение за тънки слоеве в нанометровия диапазон до обемни материали в диапазона от мм.

Изпитване на топлопроводимостта на тънкослойни лентови кабели

Метод

Методи за терморефлексията във времевата област - Метод на лазерната светкавица за тънки слоеве

С помощта на PicoTR, към пробата могат да се прилагат лазерни импулси (помпен лазер) с широчина на импулса 0,5 ps и период от време 50 ns. Времето за температурна реакция също се определя от лазера на образеца.

PicoTR позволява на потребителя лесно да превключва между RT и FF режим.

PicoTR отговаря на японските индустриални стандарти JIS R 1689 и JIS R 1690.

Схема, илюстрираща настройка за лазерна спектроскопия с помпа и сонда, взаимодействие с образеца и компоненти за откриване.

Методи на терморефлексията

Метод на свръхбърза лазерна светкавица - задно нагряване/предно откриване (RF)

Определяне на топлинната дифузия и междуфазовото топлинно съпротивление

Фактът, че топлофизичните свойства на тънките слоеве и филми се различават значително от тези на съответния насипен материал, изисква техника, която преодолява ограниченията на класическия метод на лазерната светкавица (LFA). Тази т.нар. свръхбърза лазерна светкавична техника е известна още като метод на задно нагряване/предно откриване.
. Настройката на измерването е подобна на конвенционалната LFA: детекторът и лазерът са разположени от противоположните страни на образеца, който се намира върху прозрачна подложка. Измерената топлинна дифузия е компонентата през дебелината, перпендикулярна на повърхността на образеца. Помпеният лазер облъчва задната страна на образеца.

Тъй като образецът се нагрява, неговата повърхностна термодифузия се променя. Термодифузията се изчислява от повишаването на температурата (долната графика). Тук термичната дифузия на тънък метален филм (Mo) е определена на 1,59 - ^10-5^m2/s.

Диаграма на радиочестотната конфигурация, илюстрираща взаимодействието на лазера с проба върху прозрачна подложка за анализ на материала. — RF конфигурация специално за прозрачни вещества

Крива на температурната история на 90 nm тънък филм от Mo, показваща измерванията на термичната дифузия и проводимостта. — Крива на температурния ход и измерена термична дифузия на тънък филм от Mo (90 nm) с RF метод

Терморефлективност във времевия домейн - Нагряване отпред/откриване отпред (FF)

Определяне на топлинната дифузия и топлинната ефективност

В допълнение към метода RF измерванията могат да се извършват и в конфигурация с предно нагряване/предно откриване (FF). Терминът "фронт" се отнася до откритата повърхност на тънък филм, нанесен върху подложката, докато "фронт" се отнася до границата между тънкия филм и подложката.

В конфигурацията за измерване FF (горната снимка) детекторът и лазерът са от една и съща страна на образеца. Област от предната страна на тънкия филм с диаметър няколко десетки микрометра се нагрява от помпен лазер, а лазерът на сондата се насочва към същата позиция. Наблюдава се промяната в температурата на повърхността.

Този метод може да се прилага за тънки слоеве върху непрозрачни подложки, за които радиочестотната техника не е подходяща.

В примера вляво топлинната дифузия на тънък метален филм (Mo) е определена на 1,61 - 10-5 m2/s чрез прилагане на метода на FF. Резултатите доказват високото съответствие между RF и FF методите (отклонение < 2 %).

Схема на метода FF, илюстрираща настройката за анализ на непрозрачни и прозрачни субстрати с лазери и фотодетектор. — Конфигурация FF специално за непрозрачни субстрати

Графика, изобразяваща анализ на адсорбцията на газ с измервания на TG и NH₃, илюстрираща динамиката на реакцията в термичния анализ. — Крива на температурния ход и измерена термична дифузия на тънък филм от Mo (90 nm) по метода FF

Спецификации

		`PicoTR`
Лазерна помпа	Широчина на импулса Дължина на вълната Диаметър на лъча	0.5 ps 1550 nm 45 μm
Лазер на пробата	Широчина на импулса Дължина на вълната Диаметър на лъча	0.5 ps 775 nm 25 μm
Измерени стойности		Коефициенти на топлинна дифузия и топлинно проникване, топлинно съпротивление на междинните слоеве
Дебелина на слоя на образеца (RF метод)	Смола Керамика Метал	10 nm ... 100 nm 10 nm ... 300 nm 100 nm ... 900 nm
Дебелина на слоя на образеца (FF метод)		По-дебел от 100 nm
Подложки	Материал Размер Дебелина	Непрозрачен/прозрачен 10 ... 20 мм квадрат 1 мм макс.
Топлинна дифузия	Обхват	0.01 ... 1000 mm²/s
	Точност	± 6,2 % при време за измерване 40 min, за CRM 5808A в режим RF, дебелина 400 nm
	Възпроизводимост	± 5%
Софтуер		Изчисляване на термични свойства, многослоен анализ, база данни

Брошури и информационни листове

Софтуер

Дисплей на място и анализ на 100 000 кадъра

Най-съвременният софтуер за измерване/анализ на NanoTR/PicoTR има лесен за работа потребителски интерфейс, който позволява прецизно определяне на термичните свойства на тънки филми. Фокусирането на лазерния лъч може да се регулира от софтуера и да се получи CCD картина.

NanoTR/ СофтуерътPicoTR работи под Microsoft Windows.

Графиката показва, че за 1 μs време за измерване може да се получи една измервателна крива.

Софтуерен интерфейс за термичен анализ, показващ графики на повишаване на температурата и резултати от изчислената термична дифузия.

Получаване на резултати за минути

NanoTR софтуерен интерфейс, показващ графики на измерванията с настройки на данните за анализ на повишаването на температурата и времевите интервали.

Свързани устройства

NanoTR
Терморефлективност във времева област чрез нагряване с импулсна светлина
- Ширина на импулса: 1 ns
- 30 nm ... 20 μm Дебелина на образеца
- 0.01 ... 1000 mm²/s Обхват
LFA 457 MicroFlash^®
Определяне на термофизичните свойства
- Температурен диапазон: от -125°C до 1100°C
- Две различни пещи, които могат да се сменят от потребителя
- Измерване на термична дифузия и топлопроводимост
LFA 717 HyperFlash^®
Бърз, безконтактен метод за определяне на топлинната дифузия
- Температурен обхват: -100°C до 500°C
- Едновременно измерване на до 16 проби
- Най-широк обхват на държачите и материалите за проби