一种薄膜热扩散系数的测量方法技术

本发明专利技术涉及一种薄膜热扩散系数的测量方法，包括：1、在待测薄膜与辅助薄膜间设置一层金属电极后将两薄膜相贴合组成待测样品，在待测样品的两侧再分别设置一层金属电极；2、对待测薄膜两侧的金属电极施加直流电场，同时用脉冲激光对位于待测薄膜一侧的金属电极垂直击打；3、采集脉冲激光在待测样品中产生的位移电流；4、将位移电流的时域信号变换到复频域，得到待测样品内电场‑频率的关系曲线，选取曲线上分界面处的频率，再结合薄膜厚度计算得到热扩散系数。与现有技术相比，本发明专利技术只需要通过热脉冲法得到薄膜样品的位移电流，经过傅里叶变换后找到转折频率点就可以计算得到待测样品的热扩散系数，具有操作简单、计算方便的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜热扩散系数的测量方法
本专利技术涉及薄膜材料热物理性质测试
，尤其是涉及一种薄膜热扩散系数的测量方法。
技术介绍
随着近年来电子器件向着高速、低功耗、高集成度的方向飞速发展，薄膜的热传导问题显得十分重要。薄膜材料在微纳米尺度下的应用不可或缺，薄膜材料的热导率直接影响器件的散热性能，进而对其可靠性以及运行速度也会有较大的影响。多层结构的微纳米级材料中界面间的热传导也较为重要，其中声子在界面中的无序散射对热传导的影响较为突出。因此，研究薄膜热物理性质对于电容器件的制造以及集成电路的设计等都很重要。薄膜热扩散系数测量有多种方法。按照加热方式分类有电加热以及激光加热，电加热法通常需在待测薄膜表面镀金属电极，激光加热通过激光聚焦样品表面引起样品表面的升温。按照加热装置以及测温装置跟待测薄膜的距离，可以分为接触式以及非接触式测量，接触式测量一般需考虑界面热导。由于温度和热流不能通过相关的仪器直接测出，需要借助相关的量进行转化，因此，其测量过程一直比较复杂。薄膜材料的热导率测量方法目前主要有3ω法、拉曼光谱法、激光反射法、微桥法、悬膜法、扫描热显微镜法，但是这些方法都有各自的缺陷，例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜热扩散系数的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、选取厚度是待测薄膜厚度的2～4倍的另一薄膜作为辅助薄膜，在待测薄膜与辅助薄膜间设置一层金属电极后将两薄膜相贴合组成待测样品，在待测样品的两侧再分别设置一层金属电极；S2、对待测薄膜两侧的金属电极施加直流电场，同时用脉冲激光对待测样品两侧中位于待测薄膜一侧的金属电极垂直击打；S3、通过示波器采集脉冲激光在待测样品中产生的位移电流；S4、将位移电流的时域信号变换到复频域，利用尺度变换法得到待测样品内电场‑频率的关系曲线，选取曲线上分界面处的频率，再结合薄膜厚度计算得到热扩散系数。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜热扩散系数的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、选取厚度是待测薄膜厚度的2～4倍的另一薄膜作为辅助薄膜，在待测薄膜与辅助薄膜间设置一层金属电极后将两薄膜相贴合组成待测样品，在待测样品的两侧再分别设置一层金属电极；S2、对待测薄膜两侧的金属电极施加直流电场，同时用脉冲激光对待测样品两侧中位于待测薄膜一侧的金属电极垂直击打；S3、通过示波器采集脉冲激光在待测样品中产生的位移电流；S4、将位移电流的时域信号变换到复频域，利用尺度变换法得到待测样品内电场-频率的关系曲线，选取曲线上分界面处的频率，再结合薄膜厚度计算得到热扩散系数。2.根据权利要求1所述的一种薄膜热扩散系数的测量方法，其特征在于，所述步骤S2中对待测薄膜两侧的金属电极施加直流电场的过程具体包括：将待测样品两侧中位于待测薄膜一侧的金属电极接地，两个薄膜中间的金属电极连接直流电压源。3.根据权利要求1所述的一种薄膜热扩散系数的测量方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：待测样品两侧中位于辅助薄膜一侧的金属电极依次通过隔直电容、保护电路和放大器连接示波器，由所述示波...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑飞虎，潘善照，周川琦，赵欠丽，谢姣，孙文举，黄陈昱，张冶文，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31