TF-LFA Laserflash Aparatos de películas delgadas (Conductividad/Difusividad térmica)

Laserflash para las mediciones de película delgada (desde 80 nm hasta 20 micras)

Thin film Laserflash Apperatus

La información de las propiedades termo físicas de los materiales y la optimización de transferencia de calor de los productos finales es cada vez más vital para aplicaciones industriales.

Durante las últimas décadas, el método de flash se ha convertido en la técnica más comúnmente utilizada para la medición de la difusividad térmica y conductividad térmica de diversos tipos de sólidos, polvos y líquidos.

Propiedades termofísicas de delgadas películas son cada vez más importante en las industrias tales como, cambio de fase medio óptico de disco, los materiales termoeléctricos, diodos emisores de luz (LEDs), memorias de cambio de fase, pantallas planas, y la industria de semiconductores. Todas estas industrias depositar una película sobre un sustrato con el fin de dar a un dispositivo de una función en particular. Dado que las propiedades físicas de estas películas difieren de material a granel, estos datos son necesarios para predicciones precisas de gestión térmica.

Sobre la base de la técnica de flash láser bien establecida, la Linseis Laserflash para películas delgadas (TF-LFA) ahora ofrece toda una gama de nuevas posibilidades para analizar las propiedades termofísicas de películas delgadas de 80 nm hasta 20 µm de espesor.

Método Laserflash alta velocidad (detección frente de calor trasero (RF)):

Como propiedades térmicas de las capas delgadas y películas difieren considerablemente de las propiedades del material a granel correspondiente se requiere una técnica de superar las limitaciones del método Laserflash clásica: el "Método Laserflash de alta velocidad".

La geometría de medición es el mismo que para la técnica de Laserflash estándar: detector de láser y están en lados opposide de las muestras. Debido a que los detectores de IR son para reducir la velocidad para la medición de capas delgadas, la detección se realiza mediante el llamado método de thermoreflectance. La idea detrás de esta técnica es que una vez que un material se calienta, el cambio en la reflectancia de la superficie se puede utilizar para derivar las propiedades térmicas. La reflectividad se mide con respecto al tiempo, y los datos recibidos se puede adaptar a un modelo que contiene coeficientes que corresponden a las propiedades térmicas.

Tiempo Método Thermoreflectance Domain (detección frente de calor frontal (FF)):

La técnica Thermoreflectance el dominio del tiempo es un método por el cual las propiedades térmicas (conductividad térmica, la difusividad térmica) de capas finas o películas. La geometría de medición se denomina "detección de frente de calor frontal (FF)" porque detector de láser y están en el mismo lado de la muestra. Este método se puede aplicar a las capas delgadas sobre sustratos no transparentes para los que la técnica de RF no es adecuado

Rango temperatura*: TA 
  TA hasta 500°C
  -100°C hasta 500°C 
Pump-Laser:  Nd:YAG láser, energía de impulso máximo:
90mJ/Impulso (software controlado), ancho de Pulso: 8 ns 
Probe-Laser:HeNe-láser (632nm), 2mW
Frontside-Thermoreflexion: Si-PIN-fotodiodo, diámetro activo: 0,8 mm,  
Ancho de banda DC ... 400 MHz, tiempo de subida: 1 ns 
Rearside-Thermoreflexion: Cuadrante diodo, diámetro activo: 1,1 mm 
Ancho de banda DC ... 100 MHz, tiempo de subida: 3,5ns 
Rango de medición: 0,01 mm2/s hasta 1000 mm2/s
Diámetro muestra: muestras redondas ∅ 10...20 mm 
Espesor de la muestra:80 nm hasta 20 µm
Número de muestras: Robot para hasta 6 muestras
Atmósferas: inerte, oxidante, reduce
Vacío: hasta 10E-4mbar
Electronica: integrada
Interface: USB

 *todos los hornos son de uso intercambiable

Todos los dispositivos de análisis termo de LINSEIS PC son controlados, los módulos de software individuales ejecute exclusivamente bajo ® sistemas operativos Microsoft ® Windows. El programa completo consta de 3 módulos: control de la temperatura, adquisición de datos y evaluación de datos. El Linseis 32 - bits del software se encuentra con todas las características esenciales para la preparación de la medición, la ejecución y la evaluación, al igual que con otros experimentos de análisis termo.

Características generales

  • Totalmente compatible MS ® Windows ™ 32 - bit Software
  • Seguridad de los datos en caso de fallo de alimentación
  • Protección contra rotura de termopar
  • Evaluación de la medición de corriente
  • Comparación de la curva
  • Almacenamiento y exportación de las evaluaciones
  • Exportación e importación de datos ASCII
  • Exportación de datos a MS Excel

Software de evaluación

  • Entrada automática o manual de los datos de medición relacionados: (densidad), Cp (calor específico)
  • Asistente Modelo para la selección del modelo apropiado
  • Determinación de la resistencia de contacto

Software de medición

  • Entrada fácil y fácil de usar para los segmentos de datos de temperatura, gases, etc
  • Software muestra automáticamente mediciones corregidas después del pulso de la energía
  • Medición completamente automática

Materials

Semiconductors, Ceramics/Glass, Metals/Alloys, Inorganics

Industries

Ceramics, Building Materials and Glass Industry, Automotive / Aviation / Aerospace, Power Generation / Energy, Research, Development and Academia, Metals / Alloys Industry, Electronics Industry

Application Example: SiO2

Comperison of measured and calculated curves (2-layer model)

Mo thin layer on SiO2; Temperature-time-curve of samples of different thickness

Temperature-time-curve of ZnO-samples of different thickness

Measured thermal conductvity and thermal contact resistance of ZnO thin films