应用方向


1. 热设计用薄膜热导率评价的优先选择。

low-k薄膜,有机薄膜,热电材料薄膜

2. 可用于评价热电转换薄膜


测量原理


当使用频率为f的电流周期加热金属薄膜时,热流的频率将为电流频率的2倍(2f)。如果样品由金属薄膜(0)-样品薄膜(1)-基体(s)组成(如图),可由一维热导模型计算出金属薄膜上表面的温度变化T(0)。


假设热量全部传导到基体,则T(0)可由下式计算:

(λ/Wm-1K-1,C/JK-1m-3,q/Wm-3,d/m,ω(=2πf)/s-1


式中实部(同相振幅)包含样品薄膜的信息。如热量全部传导到基体,则同相振幅正比于(2 ω)0.5,薄膜的热导率(λ1)可由下式给出:

(m:斜率,n:截距)



设备参数


1. 测试温度:室温

2. 样品尺寸:长10~20mm,宽10mm

                      厚0.3~1mm(含基体)

3. 基体材料:Si(推荐)

                      Ge,Al2O3(高热导率)

4. 样品制备:样品薄膜上需沉积金属薄膜(100nm)

                     (推荐:金)

5. 薄膜热导率测量范围:0.1~10W/mK

6. 测试氛围:大气


设备概念图


样品准备

Si基底上的SiO2薄膜(20-100nm)测量结果


d1 / nm       19.9      51.0      96.8   
λ1/ W m-1 K-1       0.82      1.03      1.20   


1. K. Mitarai et al. / J. Appl. Phys. 128, 015102 (2020) 

2. M. Yoshiizumi et al. / Trans. Mat. Res. Soc. Japan 38[4] 555-559 (2013)

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