各向异性热反射测温法：一种研究各向异性热输运的非接触频域方法

我们开发了一种研究热输运的新型非接触频域方法，在考虑热各向异性材料时尤为便利。该方法基于与 3-omega 法类似的线形加热器几何结构，同时保留了非接触方法所提供的全部技术优势。本方法特别适用于确定热导率张量的所有分量，实验上只需将样品相对于线形光学加热器旋转即可实现。我们给出了各向异性衬底、多层膜以及薄膜情况下热方程的数学解。该方法可准确确定热导率，且无需复杂建模或大量计算来处理实验数据，即热导率通过简单的线性拟合（“斜率法”）获得，方式与 3-omega 法类似。我们通过研究宽热导率范围内的各向同性与各向异性材料展示了该方法的潜力。具体而言，我们研究了以下无机与有机体系：(i) 玻璃、Si 和 Ge 衬底（各向同性），(ii) $\beta$-Ga$_2$O$_3$ 和 Kapton 衬底（各向异性），以及 (iii) 285 nm SiO$_2$/Si 薄膜。热导率确定的精度估计为 $\approx$ 5\%，而最佳温度分辨率为 $\Delta$T $\approx$ 3 mK。