本发明专利技术公开一种基于热流传感器各向异性薄膜热导率测试方法及装置，测试平台的内部埋置多个热流传感器，测试平台的上表面上置放待测样品衬底，样品衬底的上表面上置放待测薄膜样品，加热头位于待测薄膜表面处，多个热流传感器在测试平台的水平方向上呈一字型等距离埋置，每个热流传感器的上表面与测试平台的上表面平齐；计算机在同一时刻分别记录多个热流传感器的热流测量值，根据傅里叶公式计算出待测薄膜在水平方向的平均热导率，将待测样品衬底和待测薄膜整体翻转，记录其中一个热流传感器的热流值，根据公式计算出待测薄膜垂直方向上的热导率；可以有效的一次性快速测量薄膜的水平及垂直方向上的热导率。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种基于热流传感器各向异性薄膜热导率测试方法及装置，测试平台的内部埋置多个热流传感器，测试平台的上表面上置放待测样品衬底，样品衬底的上表面上置放待测薄膜样品，加热头位于待测薄膜表面处，多个热流传感器在测试平台的水平方向上呈一字型等距离埋置，每个热流传感器的上表面与测试平台的上表面平齐；计算机在同一时刻分别记录多个热流传感器的热流测量值，根据傅里叶公式计算出待测薄膜在水平方向的平均热导率，将待测样品衬底和待测薄膜整体翻转，记录其中一个热流传感器的热流值，根据公式计算出待测薄膜垂直方向上的热导率；可以有效的一次性快速测量薄膜的水平及垂直方向上的热导率。【专利说明】一种基于热流传感器各向异性薄膜热导率测试方法及装置
本专利技术涉及一种基于热流传感器(Heat Flux Sensor, HFS)的薄膜热导率测试装置及方法，对当前薄膜材料和结构的热导率进行测试。
技术介绍
随着微/纳电子技术的发展，薄膜材料和结构已经被广泛的用于电子元器件、太阳能电池、探测器、传感器等领域，热导率作为材料特性主要参数指标之一，它的高低决定着整个器件的散热特性的好坏。目前，体块材料的热导率测试已经有很多种方法，但是由于薄膜结构尺寸(厚度较小)的影响，常规测量装置已经无法满足薄膜热导率测试的要求，薄膜的热导率无法得到快速、准确的测量。同时，现有的薄膜热导率测试方法及装置都很复杂，以3ω法为例，系统必须采用激光器、放大器还有精密的光学系统等复杂设备构成测试系统，否则无法完成对薄膜热导率的测量。中国专利申请号为2010101334868的专利文献提供了一种薄膜热导率测试方法及装置，但是该装置及方法的使用前提是必须保证衬底的热导率要远大于薄膜材料的热导率，但是对于衬底热导率低于薄膜材料热导率的情况无法适应，当薄膜材料(如石墨烯)热导率远高于衬底材料的热导率时，该装置则无法测试。因此，现有的薄膜热导率测试方法及装置存在成本高、系统复杂、操作复杂、测试有局限等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为弥补现有技术的弥补，提出一种基于热流传感器的各向异性薄膜热导率测试方法以及装置，满足不同薄膜材料在水平方向上的热导率测试需求，当衬底热导率远小于薄膜热导率时，可以利用该方法及装置测试薄膜垂直(即厚度)方向上的热导率。本专利技术一种基于热流传感器的各向异性薄膜热导率测试装置采用的技术方案是:包括测试平台、测样品衬底，测试平台的内部埋置多个热流传感器，测试平台的上表面上置放待测样品衬底，测样品衬底的上表面上置放待测薄膜样品，加热头位于待测薄膜表面处，每个热流传感器均通过各自的引出线引出并连接计算机。所述多个热流传感器在测试平台的水平方向上呈一字型等距离埋置，每个热流传感器的上表面与测试平台的上表面平齐。本专利技术一种基于热流传感器的各向异性薄膜热导率测试方法采用的技术方案是:先采用加热头对待测薄膜表面进行加热，用计算机在同一时刻分别记录多个热流传感器的热流测量值，根据傅里叶公式计算出待测薄膜在水平方向的平均热导率，再将待测样品衬底和待测薄膜整体翻转，使待测薄膜在下、测样品衬底在上放置在测试平台上，利用加热头对测样品衬底表面加热，用计算机记录其中一个热流传感器的热流值又，最后根据公式【权利要求】1.一种基于热流传感器各向异性薄膜热导率测试装置，包括测试平台(2)、测样品衬底(8)，其特征是:测试平台(2)的内部埋置多个热流传感器，测试平台(2)的上表面上置放待测样品衬底(8)，测样品衬底(8)的上表面上置放待测薄膜(9)样品，加热头(I)位于待测薄膜(9 )表面处，每个热流传感器均通过各自的引出线引出并连接计算机。2.根据权利要求1所述测试装置，其特征是:多个热流传感器在测试平台(2)的水平方向上呈一字型等距离埋置，每个热流传感器的上表面与测试平台(2)的上表面平齐。3.根据权利要求1所述测试装置，其特征是:待测薄膜(9)的水平长度不小于两个热流传感器中心点之间的距离，待测薄膜(9 )的宽度不小于一个热流传感器的宽度。4.根据权利要求1所述测试装置，其特征是:每个热流传感器的引出线采用USB端口形式。5.一种权利要求1所述测试装置的测试方法，其特征是:先采用加热头(I)对待测薄膜(9)表面进行加热，用计算机在同一时刻分别记录多个热流传感器的热流测量值，根据傅里叶公式计算出待测薄膜(9)在水平方向的平均热导率；再将待测样品衬底(8)和待测薄膜(9)整体翻转，使待测薄膜(9)在下、测样品衬底(8)在上放置在测试平台(2)上，利用加热头(I)对测样品衬底(8)表面加热，用计算机记录其中一个热流传感器的热流值又；最后根据公式夏 6.根据权利要求5所述测试方法，其特征是:测试前先测出待测薄膜(9)的厚度Cl。【文档编号】G01N25/20GK103940847SQ201410149625【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月15日 优先权日:2014年4月15日 【专利技术者】张立强, 杨平, 袁晓明, 秦芳, 刘东静, 邓林, 葛道晗 申请人:江苏大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于热流传感器各向异性薄膜热导率测试装置，包括测试平台（2）、测样品衬底（8），其特征是：测试平台（2）的内部埋置多个热流传感器，测试平台（2）的上表面上置放待测样品衬底（8），测样品衬底（8）的上表面上置放待测薄膜（9）样品，加热头（1）位于待测薄膜（9）表面处，每个热流传感器均通过各自的引出线引出并连接计算机。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张立强，杨平，袁晓明，秦芳，刘东静，邓林，葛道晗，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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