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TF-LFA LaserFlash Appareil pour les couches minces – Time Domain Thermoréflectance (TDTR)

LaserFlash pour les mesures de couches minces (de 80 nm à 20 µm) – conductivité thermique / diffusivité thermique

Description

En plein dans le mille

L’information des propritétés thermo-physiques des matériaux et l’optimisation du transfert de chaleur des produits finis est de plus en plus crucial pour les applications industrielles.

Au cours des dernières décennies, la méthode flash a été mise au point dans le but de mesurer la diffusivité thermique et la conductivité thermique de différents types de matières solides, poudres et liquides.

Les propriétés thermo-physiques des films minces sont de plus en plus importantes dans les industries des produits tels que, les disques optiques à changement de phase, matériaux thermoélectriques, des diodes électroluminescentes (DEL). Dans tous ces cas, un film mince obtenu par le dépôt sur un substratdonne une fonction particulière à un dispositif. Etant donné que les propriétés physiques de ces films se distinguent des produits en vrac, ces données sont nécessaires pour les prévisions de gestion thermique précise.

Basé sur la technique du laser flash, le Laser-flash de Linseis pour les films minces (TF-LFA), offre maintenant toute une gamme de nouvelles possibilités pour analyser les propriétés thermodynamiques des films minces de 80 nm à 20 µm d’épaisseur.

Thinfilm Laserflash Methode

1. La méthode Laser Flash haute vitesse (détection arrière/chauffage avant (RF)):

Comme les propriétés thermiques des couches minces et des films diffèrent considérablement des propriétés de la matière en vrac correspondante, une technique pour surmonter les limitations de la méthode classique Laser-flash est nécessaire: la “Méthode Laser flash Haute Vitesse”.

La géométrie de mesure est la même que pour la technique Laser-flash standard: le détecteur et le laser sont chacun sur les côtés opposés de l’échantillon. Étant donné que les détecteurs IR sont trop lents pour la mesure de couches minces, la détection est effectuée par la méthode dite de la thermoréflectivité. L’idée derrière cette technique est que, une fois qu’un matériau est chauffé, la variation de la réflectivité de la surface peut être utilisée pour en dériver les propriétés thermiques. La réflectivité est mesurée en fonction du temps, et les données reçues peuvent être adaptées à un modèle qui contient des coefficients qui correspondent aux propriétés thermiques.

2. La méthode de thermoréflectivité du domaine temporel (Front heating front détection (FF)):

La méthode de thermoréflectivité est un procédé par lequel les propriétés thermiques (conductivité thermique, diffusivité thermique) de couches minces ou de films peuvent etre déterminées. La géométrie de mesure est appelé «front heating front detection (FF) » parce que le détecteur et le laser sont sur le même côté de l’échantillon. Ce procédé peut être appliqué à des couches minces sur des substrats non transparents pour laquelle la technique de RF ne convient pas.

 

3. Methode combiné à haute vitesse laser Flash (RF) & la méthode de thermoréflectivité du domaine temporel (FF):

Bien sûr, les deux méthodes peuvent également être mises en œuvre dans un système unique pour combiner les avantages des deux.

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Caractéristiques

Noir sur blanc
Modell TF-LFA
Plage de température*:  Température ambiante
Tamb jusqu’à 500°C
-100°C jusqu’à 500°C
Laser de pulse:  laser Nd-YAG
Energie d’impulsion maximum: 90mJ/pulse (contrôlé par le logiciel)
Largeur d’impulsion: 8 ns
Sonde laser: laser HeNe(433nm), 2mW
Photoreceiver: photodiode Si-PIN, diamètre actif : 0.8 mm, bande passante DC … 400MHz, temps de montée: 1ns
Plage de mesure: 0,01 mm2/s jusqu’à 1000 mm2/s
– (Unsichtbar, siehe EXTRA CLASS NAME unten) – – (Unsichtbar, siehe EXTRA CLASS NAME unten) –
Diamètre de l’échantillon: échantillons ronds ∅ 10…20 mm
L’épaisseur de l’échantillon: 80 nm jusqu’à 20 µm
Atmosphère: inert, oxid, réductrice
Vide: jusqu’à 10E-4mbar
Electronique: Intégré
Interface: USB

Logiciel

Rendre les valeurs visibles et comparables

Le puissant logiciel d’analyse thermique LINSEIS, basé sur Microsoft® Windows®, prend en charge la fonction la plus importante lors de la préparation, de la réalisation et de l’évaluation d’expériences thermoanalytiques, en plus du matériel utilisé. Avec ce logiciel, Linseis offre une solution complète pour la programmation de tous les réglages et fonctions de commande spécifiques à l’appareil, ainsi que pour la mémorisation et l’évaluation des données. Le progiciel a été développé par nos spécialistes internes en logiciels et en applications et a été testé pendant des années.

Fonctions générales :

  • Entièrement compatible avec le logiciel MS ® Windows™ 32 – Bit
  • Sécurité des données en cas de panne de courant
  • Protection contre la rupture des thermocouples
  • Evaluation de la mesure en cours
  • Comparaison des courbes
  • Enregistrement et exportation faciles des évaluations
  • Exportation et importation de données au format ASCII
  • Exportation facile des données vers MS Excel

Logiciel d’évaluation

  • Saisie automatique ou manuelle des paramètres de mesure correspondants tels que la densité et la Cp (chaleur spécifique)
  • Assistants pour le choix du modèle approprié
  • Détermination automatique de la résistance de contact

Logiciel de mesure

  • Saisie simple et conviviale des paramètres pour le contrôle de la température, le contrôle des gaz, etc.
  • Le logiciel affiche automatiquement une mesure corrigée en fonction du pouls
  • Mesure entièrement automatique

Le logiciel a été développé en collaboration avec le professeur David G. Cahill (University of Illinois Urbana-Champaign, The Grainger College of Engineering – Materials Science & Engineering)

 

Applications

Exemple d’application : SiO2

Comparaison des courbes mesurées et calculées
(modèle à 2 couches)TF-LFA SiO2 Applikation

Courbe température-temps d’échantillons de ZnO de différentes épaisseurs

Couche mince de Mo sur SiO2 ; courbe température-temps d’échantillons de différentes épaisseurs

Conductivité thermique mesurée et résistance thermique de contact d’un film mince de ZnO

TF LFA ZnO Dünnfilms

Téléchargements

Tout en un clin d’œil

Linseis Produktbroschüre TF LFA

TF-LFA Brochure produit (PDF)

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Linseis Produktbroschüre Thermal Conductivity

LFA, TF-LFA, TFA, THB, PLH, HFM, TIM-Tester
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Linseis Produktbroschüre Thermal Electrics

LSR, LZT, LFA, TF-LFA, TFA, effet Hall
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