一种用于热场映射和热导率测定的新型高分辨率非接触技术：双激光拉曼测温法

我们提出了一种用于热导率测定和热场映射的新型高分辨率非接触技术，该技术利用加热激光产生声子的热分布，同时利用第二束激光通过拉曼活性模的光谱位置探测局部温度。其空间分辨率可低至$300$ nm，而温度精度为$\pm 2$ K。我们通过研究厚度分别为 250、1000 和 2000 nm 的三种自由站立单晶 Si 膜的热性质来验证该技术。我们表明，对于自由站立膜或薄膜等二维材料，在小温度梯度下，热场在扩散极限下按$T(r) \propto ln(r)$衰减。膜内大温度梯度的情况导致热场呈指数衰减，$T \propto exp[-A \cdot ln(r)]$。结果证明了这种新非接触方法在定量测定热性质方面的全部潜力。该方法的适用材料范围远超此处演示的 Si 案例，其唯一要求是存在拉曼活性模。