真空环境下使用 3omega 扫描热显微镜的热属性频域测量
应用物理
2020-07-10 v1 材料科学
仪器与探测器
摘要
尽管在开发扫描热显微镜（SThM）等特定表征技术方面取得了进展，但纳米尺度的材料热属性表征仍然是一个挑战。在本工作中，我们提出了一种基于 SThM 探针表征及其有限元建模（FEM）相结合的详细程序，以恢复在高真空下实现的 in-operando 3omega 测量。该方法基于两步法：(i) 精细描述非接触模式下探针的电学和频率行为，以确定 SThM 针尖的内在参数；(b) 通过将 3omega 测量结果与探针在接触模式下运行的模拟结果进行比较，最小化我们模型的自由参数，即接触热阻。这种方法使我们能够准确测量探针的热界面阻，作为针尖与表面之间施加力的函数，针对三种不同材料（硅、二氧化硅和金）。此外，FEM 建模提供了关于 3omega-SThM 技术灵敏度的见解，作为探针/样品界面阻的函数，用于测量材料热导率，为定量 SThM 测量铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2007.04632,
title = {Frequency domain measurements of thermal properties using 3omega-Scanning Thermal Microscope in a vacuum environment},
author = {Gilles Pernot and Anas Metjari and Hadrien Chaynes and Mathieu Weber and Mykola Isaiev and David Lacroix},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.04632},
year = {2020}
}
备注
29 pages, 10 figures