TDTR

Analizator termorefleksji w dziedzinie czasu

TermorefleksjaTermorefleksja to metoda określania dyfuzyjności cieplnej i przewodności cieplnej cienkich warstw o grubości w zakresie nanometrów.Termorefleksja to metoda określaniadyfuzyjnościcieplnej i przewodności cieplnej cienkich warstw o grubości w zakresie nanometrów.

Japoński Narodowy Instytut Zaawansowanych Nauk Przemysłowych i Technologii (AIST) już we wczesnych latach 90-tych odpowiedział na potrzeby przemysłu, opracowując "metodę termorefleksyjnego ogrzewania światłem impulsowym". Firma PicoTherm Corporation została założona w 2008 roku wraz z wprowadzeniem na rynek nanosekundowego urządzenia do termorefleksji "NanoTR" i pikosekundowego aparatu termorefleksyjnego "PicoTR", który umożliwia bezwzględne pomiary dyfuzyjności cieplnej cienkich warstw w zakresie grubości od kilku 10 μm do nanometrów.

W październiku 2020 r. PicoTherm dołączył do grupy NETZSCH jako spółka zależna NETZSCH Japan. W połączeniu z naszymi systemami LFA, NETZSCH może teraz zaoferować rozwiązanie dla cienkich warstw w zakresie nanometrów do materiałów sypkich w zakresie mm.

Termorefleksja przez ogrzewanie światłem impulsowym

W przeciwieństwie do konwencjonalnej metody błysku laserowego, nie ma detektora podczerwieni używanego do pomiaru wzrostu temperatury próbki po krótkim impulsie laserowym. Zamiast tego do generowania sygnału pomiarowego (zmiany napięcia) wykorzystywany jest zależny od temperatury współczynnik odbicia powierzchni.

Cienka warstwa jest podgrzewana krótkim impulsem laserowym (laser pompujący). W tym samym czasie dodatkowy laser (laser sondujący) pozostaje włączony w sposób ciągły. Światło lasera sondującego jest odbijane od powierzchni folii do detektora. Wartość bezwzględna zmiany napięcia w detektorze jest proporcjonalna do zmiany temperatury powierzchni folii. Obliczenia modelowe na podstawie zmiany napięcia (termogram) dają czas dyfuzji termicznej i dyfuzyjność termiczną cienkich warstw.

Czas dyfuzji termicznej (t) zależy od grubości (d) i dyfuzyjności termicznej (a). Możliwe zakresy czasu dyfuzji termicznej można zobaczyć na rysunku 1. Na przykład dolna granica dla LFA 467 wynosi ~ 500 µs, co jest porównywalne z płytką miedzianą o grubości 200 µm. W przeciwieństwie do tego PicoTR (pikosekundowy aparat termorefleksyjny) jest w stanie zmierzyć warstwę molibdenu o grubości 100 µm. Dla zastosowań w zakresie pomiędzy LFA i PicoTRbardziej opłacalny NanoTR (nanosekundowy aparat termorefleksyjny) jest dostępny.