一种基于脉冲激光沉积系统改进的热扩散率测量设备技术方案

本申请涉及基于脉冲激光沉积系统改进的热扩散率测量设备。其中，基于脉冲激光沉积系统改进的热扩散率测量设备包括：脉冲激光沉积系统、管式炉、样品固定装置、温度采集装置和数据处理装置，脉冲激光沉积系统包括激光装置和真空装置，样品固定装置设置于管式炉内部，其中，激光装置，用于发射脉冲激光至待测样品表面并进行加热；温度采集装置，用于采集经过脉冲激光加热之后待测样品表面在预设时间区间内的温度；数据处理装置，用于根据预设时间区间内的温度，得到温度曲线，并根据温度曲线进行拟合计算，得到待测样品的热扩散率。通过本申请，解决了相关技术中脉冲激光沉积装置无法同时实现微纳薄膜的制备以及对热扩散率的快速原位测量的问题。速原位测量的问题。速原位测量的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于脉冲激光沉积系统改进的热扩散率测量设备


[0001]本申请涉及热测量领域，特别是涉及一种基于脉冲激光沉积系统改进的热扩散率测量设备和热扩散率测量方法。

技术介绍

[0002]脉冲激光沉积系统是一种制备高质量纳米薄膜的先进实验装置，可以用于制作陶瓷氧化物、超晶格、量子点等功能材料，在材料科学和凝聚态物理领域发挥重要作用。脉冲激光沉积技术利用高功率脉冲激光在真空室轰击靶材材料，蒸发出来的等离子体形成羽辉向基底定向运动，最终在基底沉积成薄膜。
[0003]在相关技术中的一些电子器件，如中央处理器、存储器、硬盘、显示屏等都包含纳米厚度量级的薄膜，由热效应导致的问题影响到器件的性能，因此薄膜的热物性测量就非常必要，而薄膜的热导率测试一直是个难题。
[0004]目前针对各类微电子芯片开发技术中需要同时实现微纳薄膜的制备以及对热扩散率的快速原位测量，尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种基于脉冲激光沉积系统改进的热扩散率测量设备和热扩散率测量方法，以至少解决相关技术中脉冲激光沉积装置无法同时实现微纳薄膜的制备以及对热扩散率的快速原位测量的问题。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种基于脉冲激光沉积系统改进的热扩散率测量设备，包括：脉冲激光沉积系统、样品固定装置、管式炉、温度采集装置和数据处理装置，所述脉冲激光沉积系统包括激光装置和真空装置，所述样品固定装置设置于所述管式炉内部，其中，
[0007]所述样品固定装置，用于固定待测样品；
[0008]所述真空装置，用于对所述管式炉抽真空；
[0009]所述管式炉，用于为所述待测样品提供预设环境温度；
[0010]所述激光装置，用于发射脉冲激光至所述待测样品表面并进行加热；
[0011]所述温度采集装置，用于采集经过脉冲激光加热之后所述待测样品表面在预设时间区间内的温度；
[0012]所述数据处理装置，用于根据所述预设时间区间内的温度，得到温度曲线，并根据所述温度曲线进行拟合计算，得到所述待测样品的热扩散率。
[0013]在其中的一些实施例中，所述激光装置包括准分子激光器。
[0014]在其中的一些实施例中，所述温度采集装置包括：热电偶和纳伏表，所述热电偶一端与所述待测样品的表面耦合，所述热电偶的另一端与所述纳伏表耦合，其中，
[0015]所述纳伏表，用于根据所述热电偶在所述待测样品被加热时所产生的电压信号，确定所述待测样品表面在预设时间区间内的温度。
[0016]在其中的一些实施例中，所述温度采集装置包括：温度采集传感器，所述温度采集传感器的数据记录速率范围在0至10MHz之间。
[0017]在其中的一些实施例中，所述脉冲激光沉积系统还包括：反射装置，所述激光装置发射的脉冲激光通过所述反射装置反射至所述待测样品表面。
[0018]第二方面，本实施例中还提供了一种热扩散率测量方法，应用于如第一方面所述的基于脉冲激光沉积系统改进的热扩散率测量设备中，所述热扩散率测量方法包括：
[0019]采集经过脉冲激光加热之后所述待测样品表面在预设时间区间内的温度；
[0020]根据所述预设时间区间内的温度，得到温度曲线；
[0021]根据所述温度曲线进行拟合计算，得到所述待测样品的热扩散率。
[0022]在其中的一些实施例中，采集经过脉冲激光加热之后所述待测样品表面在预设时间区间内的温度包括：
[0023]利用Labview软件编写具有缓存功能的代码程序，其中，所述代码程序为在所述预设时间区间内采集温度的程序；
[0024]根据所述代码程序，采集经过脉冲激光加热之后所述待测样品表面在预设时间区间内的温度。
[0025]在其中的一些实施例中，根据所述温度曲线进行拟合计算，得到所述待测样品的热扩散率包括：
[0026]将所述温度曲线通过三维有限元仿真程序中进行拟合，得到所述待测样品的热扩散率。
[0027]第三方面，本申请实施例提供了一种电子装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第二方面所述的热扩散率测量方法。
[0028]第四方面，本申请实施例提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第二方面所述的热扩散率测量方法。
[0029]相比于现有技术，本申请实施例提供的一种基于脉冲激光沉积系统改进的热扩散率测量设备和热扩散率测量方法，通过设置脉冲激光沉积系统、样品固定装置、管式炉、温度采集装置和数据处理装置，脉冲激光沉积系统包括激光装置和真空装置，样品固定装置设置于管式炉内部，其中，样品固定装置，用于固定待测样品；真空装置，用于对管式炉抽真空；管式炉，用于为待测样品提供预设环境温度；激光装置，用于发射脉冲激光至待测样品表面并进行加热；温度采集装置，用于采集经过脉冲激光加热之后待测样品表面在预设时间区间内的温度；数据处理装置，用于根据预设时间区间内的温度，得到温度曲线，并根据温度曲线进行拟合计算，得到待测样品的热扩散率的方式，基于脉冲激光沉积系统改进的热扩散率测量设备不仅具备微纳薄膜制备功能，同时还实现了对微纳薄膜的热扩散率的快速原位测量，解决了相关技术中脉冲激光沉积装置无法同时实现微纳薄膜的制备以及对热扩散率的快速原位测量的问题。
[0030]本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
[0031]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0032]图1是根据本申请实施例的基于脉冲激光沉积系统改进的热扩散率测量设备的结构示意图；
[0033]图2是根据本申请实施例的样品固定装置的结构示意图；
[0034]图3是根据本申请实施例的仿真建模示意图；
[0035]图4是根据本申请实施例的用于快速采集数据的Labview缓存代理程序流程图；
[0036]图5是根据本申请实施例的不同温度下获取的氧化锌实际测试的温升数据以及仿真模拟曲线对比图；
[0037]图6是根据本申请实施例的热扩散率测量方法的流程图。
具体实施方式
[0038]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的
技术实现思路
的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于脉冲激光沉积系统改进的热扩散率测量设备，其特征在于，包括：脉冲激光沉积系统、样品固定装置、管式炉、温度采集装置和数据处理装置，所述脉冲激光沉积系统包括激光装置和真空装置，所述样品固定装置设置于所述管式炉内部，其中，所述样品固定装置，用于固定待测样品；所述真空装置，用于对所述管式炉抽真空；所述管式炉，用于为所述待测样品提供预设环境温度；所述激光装置，用于发射脉冲激光至所述待测样品表面并进行加热；所述温度采集装置，用于采集经过脉冲激光加热之后所述待测样品表面在预设时间区间内的温度；所述数据处理装置，用于根据所述预设时间区间内的温度，得到温度曲线，并根据所述温度曲线进行拟合计算，得到所述待测样品的热扩散率。2.根据权利要求1所述的基于脉冲激光沉积系统改进的热扩散率测量设备，其特征在于，所述激光装置包括准分子激光器。3.根据权利要求1所述的基于脉冲激光沉积系统改进的热扩散率测量设备，其特征在于，所述温度采集装置包括：热电偶和纳伏表，所述热电偶一端与所述待测样品的表面耦合，所述热电偶的另一端与所述纳伏表耦合，其中，所述纳伏表，用于根据所述热电偶在所述待测样品被加热时所产生的电压信号，确定所述待测样品表面在预设时间区间内的温度。4.根据权利要求1所述的基于脉冲激光沉积系统改进的热扩散率测量设备，其特征在于，所述温度采集装置包括：温度采集传感器，所述温度采集传感器的数据记录速率范围在0至10MHz之间。5.根据权利要求1所述的基于脉冲激光沉积系统改进的热扩散率测...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹亦农，闫立金，李宝河，息剑峰，
申请(专利权)人：丝路之舟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：