利用导热纳米线探针实现纳米级分辨率扫描热显微镜
介观与纳米尺度物理
2013-09-10 v1
摘要
扫描热显微镜 (SThM) 是一种扫描探针显微镜，能够绘制纳米器件中的热输运和温度分布图，正成为一种关键方法，有助于解决现代处理器中的散热问题并开发新型热电材料。不幸的是，当前 SThM 实现在测量高热导率材料方面的性能仍然受限。这些限制的原因有两方面：首先，对高热导率材料的 SThM 测量需要探针尖端具有足够高的热导率；其次，探针与样品之间的热接触质量会受到被测样品纳米级表面波纹的强烈影响。在本文中，我们开发了 SThM 方法的分析模型以解决这些复杂问题——通过探索高热导率纳米线作为探针尖端，并研究 SThM 探针与被测表面之间的接触电阻，当尖端和表面都具有高热导率时，后者变得尤为重要。我们开发了由有限元分析模拟支持的解析模型，并通过使用碳纳米管 (CNT) 作为尖端导热纳米线的 SThM 原型实验测试进行了验证。这些结果阐明了 SThM 中探针性能与探针及其组件的热导率、几何形状之间的关键关系，为克服当前 SThM 的局限性提供了途径。
引用
@article{arxiv.1309.2010,
title = {Nanoscale resolution scanning thermal microscopy with thermally conductive nanowire probes},
author = {Maria Timofeeva and Alexey Bolshakov and Peter D. Tovee and Dagou A. Zeze and Vladimir G. Dubrovskii and Oleg V. Kolosov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1309.2010},
year = {2013}
}