Аналіз методів визначення теплопровідності тонких плівок
Ключові слова:
тонка плівка, метод вимірювання, теплопровідність, електричний струм.Анотація
Представлено аналіз абсолютного, 3ω- і флеш-методу, що використовуються для вимірювання теплопровідності тонких плівок. Наведено схеми і характеристики методів, дано ряд відомих теоретичних та емпіричних формул для обрахунку теплопровідності. В абсолютному методі для вимірювання теплопровідності використовують допоміжний провідний шар S-подібної форми, який нагрівають електричним струмом. У 3ω-методі використовують змінний струм двох різних частот, який нагріває металеву смужку-нагрівач нанесену на досліджувану тонку плівку. За виміряними значеннями напруг та геометричним розмірами і опором смужки-нагрівача визначають коефіцієнт теплопровідності тонкоплівкової структури. Лазерний флеш-метод грунтується на вимірюванні часу поширення теплової хвилі, створеної лазерним імпульсом від однієї сторони плівки до протилежної. Використовуючи теорію, яка ґрунтується на одномірній моделі поширення тепла у напівобмеженому тілі, та за умов відносно невеликого нагрівання, можна визначити коефіцієнт теплопровідності досліджуваного зразка.
Завантаження
Посилання
2. Охотин A.С. Теплофизические свойства полупроводников / A.С. Охотин, А.С. Пушкарский, В.В. Горбачев. – М.: Атомиздат, 1972. – 318 с.
3. Анатычук Л.И. Термоэлементы и термоэлектрические устройства: Справочник / Л.И. Анатычук. – Киев: Наук. думка, 1979. – 768 с.
4. Фреїк Д.М. Методи вимірювання теплопровідності напівпровідникових матеріалів / Д.М. Фреїк, Р.Я. Михайльонка, В.М. Кланічка // Фізика і хімія твердого тіла. – 2004. – Т. 5, № 1. – с. 173-191.
5. Семенюк В.А. Метод измерения термоэлектрических параметров полупроводниковых материалов в широком интервале температур / В.А. Семенюк, В.А. Бевз, А.В. Гармашов // Инженерно-физический журнал. – 1984. – Т.47, №6. – С. 977-983.
6. Тимофеев Ю.В. Термоэлектрические материалы и пленки / Ю.В. Тимофеев, А.В. Кондратов, А.Ф. Чудновский // Материалы Всесоюз. совещ. Наука, Л. – 1976. – С. 247-250.
7. Бойков Ю.А. Методика определения теплопроводности тонких пленок / Ю.А. Бойков, Б.М. Гольцман, С.Ф. Синенко // Приборы и техника експеримента. – 1975. – №2. – C. 230-232.
8. Wang H. Analysis of the 3-omega method for thermal conductivity measurement / H. Wang, M. Sen // International Journal of Heat and Mass Transfer. – 2009. – V. 52. – P. 2102-2109.
9. Курило І.В. Тонкоплівкові термоелектричні модулі на основі вузькощілинних напівпровідників V2VI3 // І.В. Курило, І.Є. Лопатинський, І.О. Рудий, М.С. Фружинський, І.С. Вірт, Т.П. Шкумбатюк // Електроніка. – 2009. – № 646. – С. 17-23.
10. Parker W.J. Flash Method of Determing Thermal Diffusivity, Heat Capacity and Thermal Conductivity / W.J. Parker, R.J. Jenkins, C.P. Butler, G.L. Abbot // J. Appl. Phys.. – 1964. – V. 32. – P. 1679-1684.
11. Penco G. Thermal properties measurements using laser flash technique at cryogenic temperature / G. Penco, D. Barni, P. Michelato; C. Pagani // Particle Accelerator Conference – 2001. – V.2. – P. 1231–1233.
.png)
