12.06.2023 by Aileen Sammler
NanoTR și PicoTR - Linie de instrumente pentru caracterizarea termică a straturilor subțiri
Nanotehnologia dobândește o mare importanță în diverse domenii. În domeniile comunicațiilor, medicinei, mediului, energiei, aerospațial etc., producătorii ambalează din ce în ce mai mult în spații din ce în ce mai mici, iar căldura eliberată devine o problemă din ce în ce mai mare. Astfel, cunoașterea proprietăților termofizice ale materialelor joacă un rol major în permiterea unui flux optim de căldură. Utilizând NETZSCH metode de termoreflectanță în domeniul timpului (TDTR), le putem măsura.
Managementul termic al filmelor subțiri
Determinarea conductivității termice și a difuzivității termice a materialelor poate fi realizată cu ajutorul metodei laser/light flash (LFA). Această metodă LFA poate fi utilizată de obicei pentru probe cu o grosime cuprinsă între 0,1 mm și 6 mm. Cu toate acestea, având în vedere designul tot mai avansat al instrumentelor electronice și cererea asociată pentru un management termic eficient, este tot mai important să se obțină măsurători precise ale difuzivității termice, conductivității termice și rezistenței de contact de tranziție în domeniul nanometric. În acest domeniu de aplicare, grosimea materialelor variază de la 10 nm la 2 µm. Acestea pot lua forma unor acumulatori cu schimbare de fază (PCM), filme subțiri termoelectrice, diode emițătoare de lumină (LED), straturi dielectrice de interfață sau chiar filme conductoare transparente (PFD).
Grosimea filmelor nanometrice este adesea mai mică decât dimensiunea tipică a granulelor. În consecință, proprietățile lor termofizice diferă semnificativ de valorile materialului în vrac. Odată cu scăderea dimensiunii granulelor (grosimea filmului), difuzivitatea termică scade - în special în zona drumului liber mediu al electronilor. Prin urmare, difuzivitatea termică a materialului în vrac poate fi de câteva ori mai mare decât cea a straturilor subțiri. Din acest motiv, este esențial să se determine difuzivitatea termică și pe filmele subțiri.
Termoreflectanța în domeniul timpului prin încălzirea cu lumină pulsată: Metoda laser flash pentru filme subțiri
NanoTR și PicoTR sunt sistemele de analiză termică preferate pentru filmele subțiri. Acestea sunt primele analizoare din lume pentru furnizarea de măsurători de înaltă precizie privind proprietățile termofizice ale filmelor metalice, oxidice, organice și de altă natură, dezvoltate inițial de Institutul Național de Metrologie din Japonia (NMIJ) al AIST. Aceste instrumente permit măsurători rapide și foarte precise ale difuzivității termice, efuzivității termice, conductivității termice și rezistenței termice interfaciale pentru filme cu grosimi cuprinse între câțiva nanometri și câteva zeci de micrometri, formate pe orice substrat.
Cum funcționează?
Suprafața din față sau din spate a unui film subțire de pe un substrat este încălzită de o sursă laser pulsată (laser de pompare). În același timp, suprafața frontală a filmului subțire este iradiată de o sursă laser pentru monitorizarea temperaturii (laser sondă). Combinată cu fotodetectorul, reflectivitatea poate fi evaluată în funcție de timp și se poate obține curba creșterii temperaturii. Prin ajustarea modelului matematic la curba istorică a temperaturii, se poate determina difuzivitatea termică.
Prin măsurarea energiei constante emise de un laser de probă și reflectate de probă, schimbările de temperatură ale suprafeței pot fi înregistrate cu precizie și mai rapid decât cu detectoarele convenționale de radiații IR.
Determinarea difuzivității termice și a rezistenței termice interfaciale poate fi realizată prin încălzirea din spate/ detectarea din față (modul RF) și încălzirea din față/ detectarea din față (modul FF).
Atât NanoTR și PicoTR permit măsurarea absolută a difuzivității termice a filmelor subțiri într-un interval de grosime de câțiva 10 μm până în domeniul nanometric.
Beneficiile dvs. dintr-o privire de ansamblu:
- Analiza termofizică a filmelor subțiri, inclusiv a structurilor multistrat: NanoTR și PicoTR poate măsura difuzivitatea termică, efuzivitatea termică și conductivitatea filmelor subțiri și rezistența termică interfacială între filmele subțiri ale filmelor multistrat. NanoTR și PicoTR permit proiectarea termică extrem de sofisticată a dispozitivelor semiconductoare.
- Măsurare de mare viteză: NanoTRtehnologia de ultimă generație de procesare a semnalului de la "s" permite măsurători de mare viteză.
- Configurații RF și FF: NanoTR și PicoTR pot fi configurate atât pentru măsurători RF (încălzire spate / /detecție frontală), cât și FF (încălzire frontală / /detecție frontală), permițând măsurarea unei mari varietăți de probe.
- Analiză de înaltă precizie: Aceste instrumente oferă măsurători de înaltă precizie ale proprietăților termofizice ale filmelor metalice, oxidice, organice și de altă natură. Precizia ridicată poate fi confirmată de materialele de referință certificate NMIJ (NMIJ CRMs).
- Cea mai largă gamă de grosimi: În combinație cu instrumentele noastre LFA, suntem în măsură să oferim soluții pentru filme subțiri în domeniul nanometric până la materiale în vrac în domeniul milimetric.
