NanoTR

Thermoreflectiemethoden

Ultrasnelle Laser Flash Methode - Achterwarming/Frontdetectie (RF)

Bepaling van Thermische diffusieThermische diffusie (a met de eenheid mm2/s) is een materiaalspecifieke eigenschap voor het karakteriseren van onstabiele warmtegeleiding. Deze waarde beschrijft hoe snel een materiaal reageert op een verandering in temperatuur.thermische diffusie en interfaciale thermische weerstand

Het feit dat de thermofysische eigenschappen van dunne lagen en films aanzienlijk verschillen van die van het overeenkomstige bulkmateriaal vereist een techniek die de beperkingen van de klassieke laserflitsmethode (LFA) overwint. Deze zogenaamde ultrasnelle laser flash-techniek staat ook bekend als de rear heating/front detection-methode.
De meetopstelling is vergelijkbaar met de conventionele LFA: detector en laser bevinden zich aan weerszijden van het monster dat zich op een transparant substraat bevindt. De gemeten Thermische diffusieThermische diffusie (a met de eenheid mm2/s) is een materiaalspecifieke eigenschap voor het karakteriseren van onstabiele warmtegeleiding. Deze waarde beschrijft hoe snel een materiaal reageert op een verandering in temperatuur.thermische diffusie is de component door de dikte loodrecht op het oppervlak van het monster. De pomplaser bestraalt de achterkant van het monster.

Als het monster opwarmt, varieert de ThermoreflectieThermoreflectie is een methode om de thermische diffusie en thermische geleidbaarheid van dunne films met een dikte in het nanometerbereik te bepalen.thermoreflectie aan het oppervlak. De Thermische diffusieThermische diffusie (a met de eenheid mm2/s) is een materiaalspecifieke eigenschap voor het karakteriseren van onstabiele warmtegeleiding. Deze waarde beschrijft hoe snel een materiaal reageert op een verandering in temperatuur.thermische diffusie wordt berekend uit de temperatuurstijging (onderste grafiek). Hier werd de Thermische diffusieThermische diffusie (a met de eenheid mm2/s) is een materiaalspecifieke eigenschap voor het karakteriseren van onstabiele warmtegeleiding. Deze waarde beschrijft hoe snel een materiaal reageert op een verandering in temperatuur.thermische diffusie van een dunne metaalfilm (Mo) bepaald op 1,59 - ^10-5m2/s.

TijdsdomeinEen tijddomeinanalyse is gebaseerd op veranderingen in fysische signalen in relatie tot de tijd. Een tijddomeingrafiek laat zien hoe een signaal in de loop van de tijd verandert. In het geval van thermoreflectie of de laserflitsmethode wordt het detectorsignaal (spanningsverandering) geregistreerd - minimaal - over het tijdsbereik tussen de energie-input en het signaalmaximum (bijv. RF-modus) of als functie van de verwachte warmtediffusietijd (bijv. FF-modus).TijddomeinThermoreflectieThermoreflectie is een methode om de thermische diffusie en thermische geleidbaarheid van dunne films met een dikte in het nanometerbereik te bepalen.thermoreflectie - Voorverwarming/Frontdetectie (FF)

Bepaling van Thermische diffusieThermische diffusie (a met de eenheid mm2/s) is een materiaalspecifieke eigenschap voor het karakteriseren van onstabiele warmtegeleiding. Deze waarde beschrijft hoe snel een materiaal reageert op een verandering in temperatuur.thermische diffusie en thermische effusie

Naast de RF-methode kunnen metingen ook worden uitgevoerd in een frontale verwarming/frontale detectieconfiguratie (FF). De term "voorkant" verwijst naar het open oppervlak van de dunne film afgezet op een substraat, terwijl "achterkant" verwijst naar de grens tussen de dunne film en het substraat.

In de FF meetopstelling (bovenste afbeelding) bevinden de detector en laser zich aan dezelfde kant van het monster. Een gebied van de voorkant van de dunne film met een diameter van enkele tientallen micrometers wordt verwarmd door een pomplaser en een probe laser richt zich op dezelfde positie. De verandering in de oppervlaktetemperatuur wordt waargenomen.

Deze methode kan worden toegepast op dunne lagen op niet-transparante substraten waarvoor de RF techniek niet geschikt is.

In het voorbeeld links werd de Thermische diffusieThermische diffusie (a met de eenheid mm2/s) is een materiaalspecifieke eigenschap voor het karakteriseren van onstabiele warmtegeleiding. Deze waarde beschrijft hoe snel een materiaal reageert op een verandering in temperatuur.thermische diffusie van een dunne metaalfilm (Mo) bepaald op 1,61 - 10-5 m2/s door de FF methode toe te passen. De resultaten bewijzen de hoge overeenkomst tussen RF- en FF-methoden (afwijking < 2%).

NanoTR is in overeenstemming met JIS R 1689, JIS R 1690, en SI traceerbaar door de dunne film standaard van warmte diffusie tijd (RM1301-a), geleverd door AIST.

• JIS R 1689 "Bepaling van de Thermische diffusieThermische diffusie (a met de eenheid mm2/s) is een materiaalspecifieke eigenschap voor het karakteriseren van onstabiele warmtegeleiding. Deze waarde beschrijft hoe snel een materiaal reageert op een verandering in temperatuur.thermische diffusie van fijne keramische films met de thermoreflectantiemethode met gepulseerde lichtverwarming"
• JIS R 1690 "Bepaling van de interfaciale thermische weerstand tussen fijnkeramische film en metaalfilm"

"Thermoreflectantiemethoden met lichtpulsverwarming voor thermofysische metingen van dunne films"
Tetsuya BABA

"Ontwikkeling van referentiemateriaal voor dunne film voor thermische diffusie"
Takashi YAGI, Naoyuki TAKETOSHI, Tetsuya BABA

"Directe observatie van thermische energieoverdracht over de dunne metaalfilm op siliciumsubstraten door een thermoreflectantietechniek met detectie van het verwarmingsfront"
Shakhawat H. FIROZ, Takashi YAGI, Naoyuki TAKETOSHI, Kazuko ISHIKAWA, Tetsuya BABA

"Meting van thermische diffusie in een diamanten aambeeldcel met behulp van een thermoreflectantietechniek met lichtpuls"
Takashi YAGI, Tetsuya BABA, et al.