Bevezetés
A gyors adatgyűjtés és az alkalmas szoftver mellett szükség van egy hatékony energiaforrással rendelkező villanórendszerre is, hogy rövid időn belül elérjük az optimális energiabevitelt. Minél kisebb az impulzusszélesség, annál gyorsabb lehet a hőmérséklet-emelkedés. Ez azt jelenti, hogy a lehető legkisebb mintavastagság is a lehető legkisebb impulzusszélességtől függ. Csak a nagy érzékenységgel és elegendő impulzusenergiával rendelkező, minimális impulzusszélességű villanófény-rendszerek képesek a vékony és gyors minták nagy pontosságú mérésére.
Vizsgálati feltételek
A 2. ábra a mérési eredményeket mutatja be egy vékony, mindössze 235 μm vastagságú rézmintán. Az LFA 467 HyperFlash® (1. ábra) CC300 hűtőrendszerrel és a nagy érzékenységű MCT detektorral felszerelt LFA 467 (1. ábra) készüléket használtuk. Az MCT detektor biztosítja a legjobb jel-zaj arányt az alacsony hőmérsékleti tartományban, és az érintkezés nélküli mérés előnye (nincs mérési hiba az érzékelő és a minta közötti termikus érintkezési ellenállás miatt). A small időállandó és az MCT-detektor kiváló válaszadási jellemzői, például egy szilárdtest-detektorhoz képest, lehetővé teszik az 1 ms-nál kisebb diffúziós idők nagy pontosságú kimutatását. Ehhez a legkisebb impulzushosszra is szükség van, amely 10 μs-ra csökkenthető, valamint nagy, 2 MHz-es adatgyűjtési sebességre (két külön 2 MHz-es csatorna az IR-detektor és az impulzusdióda számára).
A rendszerelektronika nagy érzékenységének köszönhetően megbízható detektorjelet lehet kapni minimális 10 μs impulzusszélesség mellett is. Ez a 3. ábrán látható. A múltban a kereskedelmi vaku rendszerek 150 μs és 1200 μs közötti vagy annál nagyobb impulzushosszúsággal dolgoztak. A 3. ábrán látható 100 μs-os felezési idővel eddig nem lehetett detektálni. A detektorgörbe (kék) és a megfelelő modellillesztés (piros görbe) jó egyezést mutat. A Termikus diffúziós képességA hővezető képesség (a mm2/s egységgel) egy anyagspecifikus tulajdonság, amely az instacionárius hővezetés jellemzésére szolgál. Ez az érték azt írja le, hogy egy anyag milyen gyorsan reagál a hőmérsékletváltozásra.termikus diffúziós képesség kiszámításához a szabadalmaztatott véges impulzus korrekciót és egy továbbfejlesztett, Cape-Lehman alapú 2D számítási modellt használtunk. A 2. ábrán jól látható, hogy az irodalmi értékektől való maximális eltérés kevesebb, mint 3%.
Következtetés
Különös figyelmet kell fordítani a nagyon rövid, 1 ms-os időtartamra, ami a kereskedelmi forgalomban kapható villanórendszerekkel korábban nem volt lehetséges. A nagyon rövid, 10 μs impulzusszélességnek és a nagy, 2 MHz-es adatgyűjtési sebességnek köszönhetően ma már ~200 μs (hődiffúziós idő) alatti jelnövekedés is kimutatható.