这篇文章反映了时域thermoreflectance的过程中,其原理,及其应用。
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介绍时域Thermoreflectance
在过去的二十年,超快激光时域thermoreflectance (TDTR)已经开发成一个可靠,高效,适应性强的方法测量不同种类的大量的热特性和薄膜材料及其连接。欧洲杯足球竞彩
时域thermoreflectance (TDTR)方法,特别是用于测量物质与热导率从2000年高端W.m1。K1(如钻石和石墨)的低端0.03 W.m1。K1(例如,无序华沙证交所2表)。TDTR也被用于测试新材料的热容和热导率不同的固体/固体界面。欧洲杯足球竞彩
TDTR适用于广泛的材料和标本形态。欧洲杯足球竞彩激光点和集中注意力的能力有很好的信噪比允许最大容量热容的成像位置的一个因素。
TDTR是一种非接触式的视觉的方法,这可能与局部在视觉低温恒温器或高温显微镜标本的水平,以及样品受到其他严厉的情况下,如钻石砧细胞的高压力的情况。该方法需要沉淀金属薄膜传感器感兴趣的样品,变暖光信号的传感器,测量反射率的变化对温度测量传感器。
导热系数是什么意思?
导热系数K是一个重要的物理性质,仪表材料传输热量的能力从高到低度。材料的导热系数对温度和可能的活动通常是敏感依赖,即。各向异性。
由于几何的限制,薄涂层的导热系数大大不同于它的体积相当于当其深度小于热量传输的平均自由路径或频率(电子或声子)。因此,大多数晶体纳米材料的热性能是thickness-dependent和不对称,尽管大部分同行的热特性是对称的。欧洲杯足球竞彩
为什么监控热性能是重要
评估材料热特性是非常重要的,不仅对理解的能量传输机制运营商也为潜在的实现通信欧洲杯足球竞彩和电力系统。自1950年代以来,已开展大量尝试描述热容和传热阻力散装。
物质需要与高质量的热性能在许多应用,如航空航天工业、工业生产设施,特别是在材料科学,因此监测这些特性是至关重要的。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球最新的热导率测量方法,然而,缺乏量化的定位精度要求的温度梯度/差异或热流跨长度尺度小于几十微米。
TDTR方法的优势
TDTR提供很多好处超过其他热容pump-probe方法测量技术。它需要最低样品预处理和不需要电动的长手套或热电偶的精确结构,以及它的运作正常的环境情况下或通过真空室。重要一直努力开发TDTR技术及其应用的温度和许多类型的材料的声子特性评估。欧洲杯足球竞彩
TDTR的基本原理
thermoreflectance,变化与温度和由TDTR测量,测量的热特性。最小温度升高时,样品通常覆盖着一层薄薄的金属薄膜传感器功能,其光学反射率随温度线性变化。
锁模钛:蓝宝石激光振荡器发出一系列的150 fs 80 - mhz采样频率,脉冲的光谱在典型的TDTR系统围绕800海里。为了避免反弹到合成器的激光束,宽带法拉第光子绝缘子安装在振荡器的输出。TDTR测量,半波板放置在隔离器可以用来修改激光功率。
一个延迟机电设备放缓调查有关泵束光束。高速光电二极管传感器收集重定向探测激光和光子转化为电脉冲。
最新的研究
美国加州的研究人员发表了他们最新的研究应用物理杂志,关注的能力没有使用金属传感器检测半导体材料使用标准TDTR装置。欧洲杯足球竞彩上一层薄薄的金属传感器材料的涂层为TDTR检查是必需的。泵和探测激光直接侵犯在半导体样品少创新传感器时域反射测量。
框架为运输和温度对激光能量的反应活化和检测提出了有限尺寸和non-zero-layer厚度。锗和硅样品的实际测量的输出被准确地描述模型。锗的最佳表面复合速度远远高于公布的价值。分别通过改变每个变量的值,错误的重组率和表面复合速度测定。
TDTR的局限性
TDTR强劲,值得信赖的,但它有很多局限性提供巨大的前景TDTR未来改进的方法。因为TDTR optical-based pump-probe技术,样品表面必须为探针光束光光滑镜面反映到传感器。
根据一种理论,广泛地分散光探测器是最有可能被热弹性改变过程和将提供一个不正确的探测器探测到的信号。热容的频谱TDTR可以测量受到调制率和激光点直径,可以使用。TDTR还不能被用来确定单层的导热系数或few-layer二维(2 d)材料。欧洲杯足球竞彩
简而言之,TDTR开辟了广阔的机遇在材料科学领域;欧洲杯线上买球然而,研究需要关注铺平了道路,克服其局限性。
引用和进一步阅读
Linesis, 2022年。时域thermoreflectance (TDTR)。(在线)可以在:https://www.linseis.com/en/methods/tdtr-time-domain-thermoreflectance/
Warkander, S。、吴& j . 2022。Transducerless时域反射测量半导体热性能。应用物理学报,131 (2),025101。可以在:https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0069360
Kwon H。佩雷斯,C。、公园、W。Asheghi, M。&古德森k . e . 2021。热特性的金属氧化物界面使用时域Thermoreflectance Nanograting传感器。ACS应用材料&接口,1欧洲杯足球竞彩3 (48)。58059 - 58065。可以在:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.1c12422
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