基于变光斑尺寸方法的时间域热反射法各向异性热导率测量
材料科学
2018-07-04 v1
摘要
表征具有强各向异性的材料的热导率是一项挑战。本工作中，我们扩展了时间域热反射(TDTR)方法，采用变光斑尺寸方法同时测量强各向异性材料的面内()和面外()热导率。我们首先使用较大光斑尺寸的测量确定 ，此时热流主要沿面外方向一维流动，且测量信号仅对 敏感。然后，我们使用相同的调制频率但较小光斑尺寸进行第二次测量来提取面内热导率 ，此时热流变为三维，信号对 和 均敏感。通过为两组测量选择相同的调制频率，我们可以避免频率依赖的 引入的潜在伪影，我们发现这不可忽略，尤其对于某些二维层状材料如 MoS2。在仔细评估一系列假设样品的灵敏度后，我们提供了选择产生最小不确定度的最合适激光光斑尺寸和调制频率的指南，并建立了可用我们提出的变光斑尺寸 TDTR 方法可靠测量的热导率范围准则。我们在具有宽范围面内热导率的样品上演示了该变光斑尺寸 TDTR 方法，包括熔融石英、金红石钛矿(TiO2 [001])、氧化锌(ZnO [0001])、二硫化钼(MoS2)、六方氮化硼(h-BN)和高度有序热解石墨(HOPG)。
引用
@article{arxiv.1704.02358,
title = {Time-domain thermoreflectance (TDTR) measurements of anisotropic thermal conductivity using a variable spot size approach},
author = {Puqing Jiang and Xin Qian and Ronggui Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.02358},
year = {2018}
}
备注
24 pages, 6 figures, 1 table, submitted to Review of Scientific Instruments