自由悬空氮化硅薄膜中的辐射传热
应用物理
2021-07-08 v2
摘要
自由悬空氮化硅（SiN）机械谐振器在温度与质量传感等应用以及基础光力学研究中备受关注。理解薄膜谐振器与其环境间的热耦合，是预测热噪声、频率噪声以及传感器对温度变化响应的必要条件。本工作中，我们给出自由悬空薄膜中本征热耦合量的闭式推导，即与周围环境的总热导、热响应时间以及热辐射的相对贡献。我们的模型适用于任意四边锚定的自由悬空薄膜，尽管我们特别着重于 SiN 的具体情况，对其光谱发射率随厚度与温度的变化进行了详尽研究。我们发现辐射热交换可扮演不可忽略的角色，甚至在光力学实验中常用尺寸的薄膜中主导热耦合。我们通过在高真空中测量 SiN 机械谐振器与陶瓷加热器间的辐射热耦合，实验证实了模型的有效性。
引用
@article{arxiv.2002.09017,
title = {Radiative Heat Transfer in Free-Standing Silicon Nitride Membranes},
author = {Chang Zhang and Mathieu Giroux and Thea Abdul Nour and Raphael St-Gelais},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.09017},
year = {2021}
}