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使用弯曲加热器几何形状的三倍频热导率测量

材料科学 2023-06-09 v1 介观与纳米尺度物理

摘要

三倍频方法是一种测量纳米厚度薄膜及其界面热导率的强大技术,历史上一直采用直线导电丝同时充当加热器和温度计。在研究随机制备的样品(如二维材料和纳米薄膜)时,残留物和多余材料可能使得在样品表面装配所需的毫米级长直导线变得困难。目前尚无可用标准来评判使三倍频加热丝绕过障碍物会如何影响热测量的有效性。在本快报中,我们通过在 SiO₂/Si 样品上使用弯曲和直线加热器几何形状进行宽频率范围的三倍频实验,量化了导线曲率的影响。当加热丝弯曲时,我们发现测得的 Si 衬底热导率仅变化 0.2%。类似地,我们发现导线曲率对约 65 nm SiO₂ 层的热阻测定没有显著影响,即使对于此处考虑的最尖锐拐角也是如此,其测得的最大热波热穿透深度与加热丝曲率半径之比为 4.3。这一结果为三倍频实验提供了有用的设计准则,设定了热穿透深度与导线曲率半径最大比值的下限。

关键词

引用

@article{arxiv.2005.01786,
  title  = {Three-Omega Thermal-Conductivity Measurements with Curved Heater Geometries},
  author = {Gabriel R. Jaffe and Keenan J. Smith and Victor W. Brar and Max G. Lagally and Mark A. Eriksson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2005.01786},
  year   = {2023}
}

备注

4 pages, 3 figures