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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.
关键词:
ω法')" href="#">3ω法
微/纳米薄膜
导热系数
微尺度加热膜 相似文献
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薄膜的热导率是薄膜热学性能的最重要参数之一, 相对于多数文献的二维或三维测试结构, 本文采用一维双端支撑悬臂梁结构研究了薄膜热导率的测试方法. 悬臂梁包含上层的兼做加热电阻及测温电阻的金属条和下层的待测试薄膜. 利用一维热传导方程推导并获得了在直流电流加热条件下, 悬臂梁的温升分布(Δ T)及加热电阻两端电压增量(Δ U) 表达式与薄膜热导率之间的关系. 采用ANSYS有限元软件仿真了不同仿真参数时的Δ T及Δ U, 仿真结果与温升表达式计算结果符合得很好. 与常用的3倍频率法(3ω) 薄膜热学性能测试方法相比, 一维悬臂梁直流法测试结构及手段较为简单且可以获得更为精确的结果. 相似文献
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采用平衡分子动力学方法及Buckingham势研究了金红石型TiO2薄膜与闪锌矿型ZnO薄膜构筑的纳米薄膜界面沿晶面[0001](z轴方向)的热导率.通过优化分子模拟初始条件中的截断半径rc和时间步后,计算并分析了平衡温度、薄膜厚度、薄膜截面大小对热导率的影响.研究表明,薄膜热导率受薄膜温度和厚度的影响很大,当温度由300 K升高600 K时,薄膜的热导率逐渐减小;当薄膜厚度由1.8 nm增大到5 nm时,热导率会逐渐增大;并在此基础
关键词:
热导率
分子动力学
2/ZnO纳米薄膜界面')" href="#">TiO2/ZnO纳米薄膜界面
数值模拟 相似文献
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采用磁控溅射法在硅衬底上制备了LaCoO_3(LCO)薄膜,研究了退火温度对LCO薄膜组织结构、表面形貌及热电特性的影响,并利用X射线衍射仪、原子力显微镜(AFM)、激光导热仪等对LCO薄膜的晶体结构、表面形貌、热扩散系数等进行测量与表征.结果表明:退火温度对LCO薄膜的结晶度、晶粒尺寸和薄膜表面形貌都有较大影响;退火前后LCO薄膜的热扩散系数都随温度的升高而减小,且变化速率逐渐减缓; LCO薄膜的热扩散系数随退化温度的升高先增大后减小.LCO薄膜经过700℃退火后得到最佳的综合性能,其薄膜表面致密、平整,结晶质量最好,热扩散系数最小,热电性能最好. 相似文献
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通过求解声子辐射输运方程(EPRT)计算得到了薄膜的面向晶格热导率.在薄膜界面采用与声子波长相关的镜反射率模型,考虑了薄膜的厚度、温度和表面粗糙度等对其热导率的影响.结果表明,界面粗糙度对薄膜热导率的影响很大.减小界面粗糙度,会使得薄膜热导率大大增加.另外,薄膜厚度减小使得热导率峰值对应的温度增加. 相似文献
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Apatite-type La9.33Si6O26 thin films were elaborated by co-sputtering of two metallic La and Si targets powered, respectively, by high power impulse
magnetron sputtering and direct current sources, in pure Ar atmosphere, followed by a subsequent high temperature oxidation
treatment in air. The structural and chemical features of these films have been assessed by X-ray diffraction and scanning
electron microscopy (SEM). The film with near lanthanum silicate La/Si atomic ratio deposited on a porous Ni-YSZ cermet substrates
was initially amorphous. After thermal oxidation at 1,173 K in air, the coating crystallised under the expected apatite structure.
SEM observation revealed that both film compactness and thickness increased after thermal oxidation. The conductivity evolution
with temperature of the pure apatite-like lanthanum silicate coatings, as measured by complex impedance spectroscopy, showed
that the activation energy of is quite low compared to the literature data. 相似文献
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Enhancing the thermal conductivity of polymer-assisted deposited Al2O3 film by nitrogen doping 下载免费PDF全文
<正>Polymer-assisted deposition technique has been used to deposit Al2O3 and N-doped Al2O3(AlON) thin films on Si(100) substrates.The chemical compositions,crystallinity,and thermal conductivity of the as-grown films have been characterized by X-ray photoelectron spectroscopy(XPS),X-ray diffraction(XRD),and 3-omega method,respectively. Amorphous and polycrystalline Al2O3 and AlON thin films have been formed at 700℃and 1000℃.The thermal conductivity results indicated that the effect of nitrogen doping on the thermal conductivity is determined by the competition of the increase of Al-N bonding and the suppression of crystallinity.A 67%enhancement in thermal conductivity has been achieved for the samples grown at 700℃,demonstrating that the nitrogen doping is an effective way to improve the thermal performance of polymer-assisted-deposited Al2O3 thin films at a relatively low growth temperature. 相似文献
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本文建立了低维薄膜材料导热模型,运用非平衡分子动力学模拟的方法,利用lanmmps软件对单层石墨烯纳米带的导热特性进行仿真分析,根据Fourier定律计算热导率,再对石墨烯纳米带的原子施加一定耦合应力场,把应力耦合作用下的石墨烯热导率与正常的石墨烯纳米带进行了对比研究,模拟数据结果表明:在石墨烯纳米带上施加耦合应力时,会导致石墨烯纳米带热导率升高,且随应力增加而增大,模拟范围内热导率升高2.61倍,并且应力方向会对热导率变化产生一定影响,这个研究为纳米尺度上石墨烯相关研究和进一步提升热导率提供了新思路. 相似文献
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采用激光分子束外延技术,利用两步法,在Si单晶衬底上成功地外延生长出TiN薄膜材料.原子力显微镜分析结果显示, TiN薄膜材料表面光滑,在10 μm×10 μm范围内,均方根粗糙度为0842nm.霍耳效应测量结果显示,TiN薄膜在室温条件下的电阻率为36×10-5Ω·cm,迁移率达到5830 cm2/V·S,表明TiN薄膜材料是一种优良的电极材料.X射线θ—2θ扫描结果和很高的迁移率均表明,高质量的TiN薄膜材料被外延在Si衬底
关键词:
激光分子束外延
TiN单晶薄膜
外延生长 相似文献
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采用金属有机物化学气相沉积技术生长了不同掺杂浓度的GaN薄膜, 并且通过霍尔效应测试和塞贝克效应测试, 表征了室温下GaN薄膜的载流子浓度、迁移率和塞贝克系数. 在实验测试的基础上, 计算了GaN薄膜的热电功率因子, 并且结合理论热导率确定了室温条件下GaN薄膜的热电优值(ZT). 研究结果表明: GaN薄膜的迁移率随着载流子浓度的增加而减小, 电导率随着载流子浓度的增加而增加; GaN 薄膜材料的塞贝克系数随载流子浓度的增加而降低, 其数量级在100–500 μV/K范围内; GaN薄膜材料在载流子浓度为1.60×1018 cm-3时, 热电功率因子出现极大值4.72×10-4 W/mK2; 由于Si杂质浓度的增加, 增强了GaN薄膜中的声子散射, 使得GaN薄膜的热导率随着载流子浓度的增加而降低. GaN薄膜的载流子浓度为1.60×1018 cm-3时, 室温ZT达到极大值0.0025. 相似文献
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For a structure consisting of a transparent film deposited on an opaque substrate radiated by a modulated focused laser beam, a 3-D model is established to calculate the temperature distributions. Then based on 3-D thermoelastic displacements and dielectric constants depended on the temperature of the bilayer structure, the photo-modulated reflectivity of the structure is calculated by using FEM method. As an example, the modulated reflectance variations with the modulation frequency of the optical beam and the thermal conductivity of the film in ZnO/Si bilayer structures are also obtained. 相似文献