基于 3$\omega$ 方法的支撑薄膜材料热导率测量
应用物理
2020-07-02 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
在本文中，我们提出基于 3 方法对薄膜材料的横向与面内热导率进行详尽分析。该分析采用半无限体的二维数学传热模型，并包含样品制备细节及后续测量过程。所提出的系统数学模型在二维空间内求解，可通过单频测量计算横向热导率，推导出的方程为基于频率和穿透深度依赖的热导率分析开辟了新途径。推导出的面内热导率方程依赖于横向热导率。横向与面内热导率均可通过两步测量实现：电阻-温度斜率测量，以及另一组提取电压信号三次谐波的测量。我们在两组样品（硅片上的氮化硅和氮化硼）上评估了该方法。尽管薄膜本身各向同性，我们观察到横向与面内方向存在各向异性热导率，这归因于薄膜-衬底系统的整体各向异性。该技术有助于下一代纳米电子器件的热分析。
引用
@article{arxiv.2007.00087,
title = {Thermal Conductivity Measurement of Supported Thin Film Materials Using the 3$\omega$ method},
author = {Daxi Zhang and Amir Behbahanian and Nicholas A. Roberts},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.00087},
year = {2020}
}
备注
12 pages, 10 figures