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3ω法加热/测温膜中温度波解析及其在微/纳米薄膜导热系数测量中的应用

唐大伟 王照亮 贾 涛 毛安民

3ω法加热/测温膜中温度波解析及其在微/纳米薄膜导热系数测量中的应用

唐大伟, 王照亮, 贾 涛, 毛安民
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出版历程
  • 收稿日期:  2006-03-30
  • 修回日期:  2006-05-18
  • 刊出日期:  2007-01-26

3ω法加热/测温膜中温度波解析及其在微/纳米薄膜导热系数测量中的应用

  • 1. (1)中国科学院工程热物理研究所,北京 100080; (2)中国科学院工程热物理研究所,北京 100080;中国科学院研究生院,北京 100039; (3)中国科学院数学与系统科学研究院,北京 100080
    基金项目: 

    中国科学院“百人计划”及国家自然科学基金(批准号:50376066)资助的课题.

摘要: 给出了3ω法测试系统中描述薄膜表面加热/测温膜中温度波动的级数形式解,并将复数温度波动的实部和虚部分开表示.利用该解分析了交流加热频率、加热膜宽度和材料热物性的组合参数对加热膜温度波动幅度的影响.并根据此解对测量原理的数学模型进行了修正,建立了相应的3ω测试系统,首先测定了厚度为500 nm SiO2薄膜的导热系数,验证了实验系统的合理性.加大了测试频率,利用级数模型在高频段直接得到SiO2薄膜的导热系数,结合低频段的数据同时确定了Si基体的导热系数.利用级数解分析测试了激光晶体Nd:YAG〈111〉面上多层ZrO2/SiO2增透膜的导热系数,测试的ZrO2薄膜的导热系数比体材料小.进行了不确定度分析.结果表明,提出的分析方法可以有效研究微器件表面薄膜结构的导热性能.

English Abstract

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