Stimulați-vă SEO cu NanoTR Insights & Analysis!

Repere

Metoda

Specificații

Software

Persoană de contact

Media

Repere

Metoda de determinare a difuzivității termice în intervalul de grosime de nanometri

Metode de termoreflectanță în domeniul timpului

Metoda pentru determinarea difuzivității termice în domeniul grosimii nanometrice

Având în vedere progresele semnificative înregistrate în proiectarea dispozitivelor electronice și necesitatea asociată a unui management termic eficient, măsurătorile exacte ale difuzivității termice/conductivității termice în domeniul nanometric sunt mai mult ca niciodată cruciale.

Institutul Național de Știință și Tehnologie Industrială Avansată (AIST), Japonia, a răspuns deja cerințelor industriale prin dezvoltarea unei "metode de termoreflectanță prin încălzire cu lumină pulsată" la începutul anilor '90. PicoTherm Corporation a fost înființată în 2008 cu lansarea unui aparat de termoreflectanță de nano-secundă "NanoTR" și a unui aparat de termoreflectanță pico-secundă "PicoTR", care permit măsurarea absolută a difuzivității termice a filmelor subțiri cu o grosime de câțiva 10 μm până în domeniul nanometric.

În octombrie 2020, PicoTherm s-a alăturat grupului NETZSCH ca filială a NETZSCH Japan. În combinație cu sistemele noastre LFA, NETZSCH poate oferi acum soluția pentru filme subțiri în domeniul nanometric până la materiale în vrac în domeniul mm.

Testarea conductivității termice a cablurilor cu panglică cu peliculă subțire

Institutul Național de Știință și Tehnologie Industrială Avansată (AIST), Japonia, a răspuns deja cerințelor industriale prin dezvoltarea unei "metode de termoreflectanță prin încălzire cu lumină pulsată" la începutul anilor '90. PicoTherm Corporation a fost înființată în 2008 cu lansarea unui aparat de termoreflectanță de nano-secundă "NanoTR" și a unui aparat de termoreflectanță pico-secundă "PicoTR", care permit măsurarea absolută a difuzivității termice a straturilor subțiri cu o grosime de câțiva 10 μm până în domeniul nanometric.

Metoda

Metode de termoreflectanță în domeniul timpului - Metoda Laser Flash pentru filme subțiri

NanoTRpermite măsurători de mare viteză. Cu acest aparat de termoreflectanță, un impuls laser cu o lățime a impulsului de 1 ns este iradiat periodic (20 μs) către probă.

Răspunsul la temperatură rezultat este aplicat unui laser CW (laser sondă). Raportul s/n excelent poate fi obținut prin integrarea la viteză mare a semnalelor repetitive. Acesta poate fi comutat cu ușurință între configurațiile RF și FF prin intermediul software-ului pentru o mare varietate de probe.

NanoTR este în conformitate cu JIS R 1689, JIS R 1690 și SI trasabil prin standardul de film subțire al timpului de difuzie a căldurii (RM1301-a), furnizat de AIST.

Diagrama care ilustrează NETZSCH NanoTR Metoda reflexiei termice, care prezintă laserele de pompare și sondă pentru testarea termică. — Principiul metodei NETZSCH `NanoTR` de reflexie termică

Metode de termoreflectanță

Metoda cu bliț laser ultrarapid - Încălzire spate/detecție față (RF)

Determinarea difuzivității termice și a rezistenței termice interfaciale

Faptul că proprietățile termofizice ale straturilor și filmelor subțiri diferă considerabil de cele ale materialului în vrac corespunzător necesită o tehnică care să depășească limitările metodei clasice a blițului laser (LFA). Această așa-numită tehnică ultrarapidă cu bliț laser este cunoscută și sub denumirea de metoda încălzirii din spate/detecției din față.
Configurația de măsurare este similară cu cea a LFA convențională: detectorul și laserul se află pe părți opuse ale probei, care este amplasată pe un substrat transparent. Difuzivitatea termică măsurată este componenta prin grosimea perpendiculară pe suprafața probei. Laserul de pompare iradiază partea din spate a probei.

Pe măsură ce proba se încălzește, termoreflectanța suprafeței sale variază. Difuzivitatea termică se calculează din creșterea temperaturii (graficul inferior). Aici, difuzivitatea termică a unei pelicule metalice subțiri (Mo) a fost determinată la 1,59 - ^10-5^m2/s.

Diagrama configurației RF pentru analizarea substanțelor transparente cu laser și fotodetector. — Configurație RF specifică pentru substanțe transparente

Graficul semnalului normalizat care arată difuzivitatea și conductivitatea termică a filmului subțire de Mo de 90 nm, analizat prin metoda RF. — Curba istorică a temperaturii și difuzivitatea termică măsurată a filmului subțire de Mo (90 nm) cu metoda RF

Termoreflectanță în domeniul timpului - Încălzire frontală/detecție frontală (FF)

Determinarea difuzivității termice și a efuzivității termice

În plus față de metoda RF, măsurătorile pot fi efectuate și într-o configurație de încălzire frontală/detecție frontală (FF). Termenul "față" se referă la suprafața deschisă a filmului subțire depus pe un substrat, în timp ce "spate" se referă la limita dintre filmul subțire și substrat.

În configurația de măsurare FF (imaginea de sus), detectorul și laserul sunt pe aceeași parte a probei. O zonă a feței frontale a filmului subțire cu un diametru de câteva zeci de micrometri este încălzită de un laser de pompare, iar un laser de sondă punctează în aceeași poziție. Se observă modificarea temperaturii suprafeței.

Această metodă poate fi aplicată straturilor subțiri de pe substraturi netransparente pentru care tehnica RF nu este adecvată.

În exemplul din stânga, difuzivitatea termică a unui film metalic subțire (Mo) a fost determinată la 1,61 - 10-5 m2/s prin aplicarea metodei FF. Rezultatele dovedesc concordanța ridicată între modurile RF și FF (abatere < 2%).

Ilustrarea metodei FF pentru analizarea substraturilor opace și transparente, evidențiind interacțiunile laserului și straturile de probă. — Configurație FF specifică pentru substraturi opace

Curba difuzivității termice a filmului subțire de 90 nm de Mo; datele evidențiază valorile conductivității și normalizarea semnalului în timp. — Curba istorică a temperaturii și difuzivitatea termică măsurată a filmului subțire de Mo (90 nm) cu metoda FF

Specificații

		`NanoTR`
Pompa laser	Lățimea impulsului Lungimea undei Diametrul fasciculului	1 ns 1550 nm 100 μm
Laser sondă	Lățimea impulsului Lungimea undei Diametrul fasciculului	continuu 785 nm 50 μm
Elemente de măsurare		Difuzivitate și efuzivitate termică, rezistență interfacială
Grosimea filmului de probă (metoda RF)	Rășină Ceramică Metal	30 nm ... 2 μm 300 nm ... 5 μm 1 μm ... 20 μm
Grosimea filmului eșantionului (metoda FF)		Mai gros de 1 μm
Substrat	Material Dimensiune Grosime	Opac/Transparent 10 ... 20 mm pătrat 1 mm max.
Difuzivitate termică	Gama	0.01 ... 1000 mm²/s
	Precizie	± 6,2% cu un timp de măsurare de 40 min, pentru CRM 5808A în modul RF, grosime 400 nm
	Repetabilitate	± 5%
Software		Calcularea proprietăților termice, analiza multistrat, bază de date

Broșuri și fișe tehnice

Software

Afișare in situ și analiza a 100.000 de fotografii

Software-ul de măsurare/analiză de ultimă generație NanoTR/PicoTR are o interfață utilizator ușor de utilizat, care permite o determinare precisă a proprietăților termice ale filmelor subțiri. Focalizarea fasciculului laser poate fi reglată de software și se pot obține imagini CCD.

NanoTR/ Software-ulPicoTR rulează sub Microsoft Windows.

Graficul arată că în 1 μs de timp de măsurare se poate obține o curbă de măsurare.

Thermal analysis software screenshot displaying model fit, temperature rise, and thermal diffusivity calculations for material testing.

Obținerea rezultatelor în câteva minute

NanoTR interfață de măsurare care afișează datele de tensiune, setările de timp și calculele de creștere a temperaturii pentru experimentele de încălzire RF.

Dispozitive conexe

PicoTR
Termoreflectanță în domeniul timpului utilizând încălzirea cu lumină pulsată
- Lățimea impulsului: 0,5 ps
- 10 nm ... 900 nm Grosimea probei
- 0.01 ... 1000 mm²/s Interval
LFA 717 HyperFlash^®
O metodă rapidă, fără contact, pentru determinarea difuzivității termice
- Interval de temperatură: de la -100°C la 500°C
- Măsurarea simultană a până la 16 probe
- Cea mai largă gamă de suporturi și materiale de probă

Consultanță și vânzări

Aveți întrebări suplimentare despre instrument sau metodă și doriți să vorbiți cu un reprezentant de vânzări?

Contact Vânzări

Servicii și asistență

Aveți deja un instrument și aveți nevoie de asistență tehnică sau piese de schimb?

`NanoTR`

Repere

Metoda

Metode de termoreflectanță

Specificații

Software

Dispozitive conexe

Consultanță și vânzări

Servicii și asistență

Descărcări și media

Broșură

Literatura de aplicare

Ultimele noastre articole de blog