TF-LFA L54 : Thermoréflectance dans le domaine fréquentiel pour l'analyse thermique des couches minces
Le LINSEIS TF-LFA L54 est un système de mesure avancé basé sur le laser qui mesure la La thermoréflectance dans le domaine fréquentiel (FDTR)-pour la caractérisation thermique sans contact des couches minces et les structures multicouches.
Il permet de déterminer avec précision la Conductivité thermique, Conductivité thermique, effusivité, la capacité thermique volumétrique et la conductivité thermique limite – même dans des couches ultrafines de quelques nanomètres seulement.
Conçu pour la recherche et les applications industrielles de haute qualité, le TF-LFA L54 combine une sensibilité exceptionnelle, une large gamme de températures (de la température ambiante à 500 °C) et des options modulaires pour l’anisotropie, la cartographie des échantillons et la visualisation optique.
Ce système innovant offre une précision, une stabilité et une flexibilité exceptionnelles, ce qui en fait un outil idéal pour la caractérisation des semi-conducteurs . Semi-conducteursLes résultats de l’analyse de la structure des couches minces peuvent être utilisés pour la caractérisation des matériaux, des revêtements, des matériaux thermoélectriques, des LED et d’autres technologies avancées de couches minces.
Caractéristiques uniques
Mise à jour de la technologie optique
Le TF-LFA L54 utilise la méthode FDTR (Frequency Domain Thermoreflectance) pour l’analyse thermique sans contact des couches minces.
Les principaux avantages de la technologie FDTR sont les suivants :
- Mesure sans contact – élimine les interférences mécaniques et garantit une précision maximale pour les échantillons sensibles ou microscopiques.
- Haute précision de fréquence – permet de déterminer les propriétés thermiques sur une large plage de modulation pour une grande variété de matériaux en couches minces.
- Stabilité améliorée – l’alignement optique optimisé et la mise au point automatique garantissent des résultats reproductibles sans ajustement manuel.
- Large plage de mesure – permet d’analyser des couches de quelques nanomètres à plusieurs micromètres d’épaisseur à des températures allant jusqu’à 500°C
Nouvelles fonctionnalités matérielles
Design optique avancé
Le TF-LFA L54 est doté d’une configuration à double laser de pointe, avec un laser de pompage modulé (405 nm) et un laser à sonde continue (532 nm) pour une excitation et une détection précises. Cette configuration optimisée garantit une stabilité de signal et une sensibilité de mesure maximales, même pour les couches ultrafines.
Réglage automatique de la mise au point
Un système de mise au point automatique intégré optimise en permanence la position du laser pendant la mesure, ce qui élimine les réglages manuels et garantit des résultats reproductibles pour chaque échantillon.
Fonction de cartographie thermique
Un mode optionnel de cartographie des échantillons permet aux utilisateurs d’analyser les propriétés thermiques en plusieurs points ou zones de la surface de l’échantillon – idéal pour l’étude des couches non homogènes ou la vérification de l’uniformité des revêtements.
Système de caméra intégré
Le module de caméra en option offre une vue en direct de la zone de mesure, permettant ainsi un positionnement précis du spot laser et un contrôle visuel de la surface de l’échantillon.
Lien Linseis Lab
Avec Linseis Lab Link, nous proposons une solution intégrée pour éliminer les incertitudes dans les résultats de mesure. Grâce à un accès direct à nos experts en applications via le logiciel, vous pouvez obtenir des conseils sur la méthode de mesure et l’interprétation des résultats les plus appropriés. Cette communication directe garantit des résultats optimaux et maximise l’efficacité de vos mesures pour des analyses et des recherches précises, ainsi qu’un déroulement fluide des processus.
Configuration double laser
Le TF-LFA L54 dispose d’une configuration à double laser de haute précision, composée d’un laser de pompage modulé (405 nm) et d’un laser à sonde continue (532 nm).
Cette configuration permet une acquisition stable et à haute résolution du signal de thermoréflexion et garantit des mesures thermiques précises, même pour des couches ultrafines de l’ordre du nanomètre.
Alignement optique automatique
Un système intégré de mise au point et d’alignement automatiques ajuste en permanence la mise au point du laser pendant le fonctionnement.
Il n’est donc plus nécessaire de procéder à un étalonnage manuel, ce qui se traduit par des conditions de mesure constantes, une meilleure reproductibilité et une réduction de l’intervention de l’opérateur.
Hihglights
Caractérisation thermique complète:
- Mesure de la conductivité thermique, de la capacité thermique, de la diffusivité thermique et de l'effusivité thermique.
- Détermination du contact thermique entre deux couches adjacentes.
Fonction d'anisotropie:
- Fonction optionnelle
pour mesurer la conductivité thermiqueà la fois dans la direction de passage
(à travers le matériau)
et dans le plan
(perpendiculaire à l'excitation laser
).
Large plage de températures:
- L'appareil peut mesurer les propriétés thermiques
des couches minces
à température ambiante jusqu'à 500°C
Image thermique:
- La fonction optionnelle de cartographie d'échantillon
permet de suivre les propriétés thermiques
de l'échantillon
sur une surface spécifique
ou des points de la surface
, idéal pour
Tests d'homogénéité.
Optimisation automatique et option de caméra:
- Optimisation automatique du faisceau laser
pour améliorer les résultats de mesure. - Option de caméra supplémentaire fournissant des informations visuelles
et facilitant la sélection
des zones d'intérêt sur la surface de l'échantillon
.
Mesure des résistances de contact/valeurs conductrices thermiques
:
- Mesure du contact thermique
entre deux couches, par exemple entre
échantillon et surface ou échantillon et
couche de transduction.
Caractéristiques principales
Mesure optique sans contact
Grâce à la thermoréflexion dans le domaine fréquentiel (FDTR), le TF-LFA L54 effectue une analyse thermique sans contact avec une précision basée sur le laser, idéale pour les couches minces et les microstructures sensibles.
Caractérisation thermique complète
Le système détermine simultanément la conductivité thermique, la diffusivité, l’effusivité, la capacité thermique volumétrique et la conductivité thermique limite – sans hypothèses sur la densité ou la capacité thermique.
Mise au point et alignement automatiques
Un système de mise au point automatique intégré ajuste en permanence la position du laser pendant le fonctionnement, garantissant ainsi une stabilité, une répétabilité et une précision de mesure maximales pour chaque échantillon.
Plate-forme intégrée LINSEIS
Le logiciel intégré LINSEIS offre une solution complète qui combine matériel et logiciel pour une sécurité et une précision maximales des processus. La plate-forme standardisée permet d’intégrer de manière transparente des composants et des équipements de partenaires externes – pour un système global particulièrement robuste et fiable.
Vous avez des questions ? N'hésitez pas à nous appeler !
+49 (0) 9287/880 0
jeudi de 8h à 16h
et vendredi de 8h à 12h.
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Spécifications
Capacité de dépôt ultra-mince : analyse des dépôts de 10 nm à 20 µm
Fonctionnement à haute température : mesures jusqu’à 500 °C dans des atmosphères contrôlées
Large gamme de mesure : conductivité thermique de 0,01 à 2000 W/m-K
Découvrez notre puissant TF-LFA – conçu pour l’analyse de pointe des couches minces :
- Méthode de mesure : thermo-réflectance dans le domaine fréquentiel (FDTR) pour l’analyse thermique sans contact basée sur le laser
- Paramètres analysés : Conductivité thermique, diffusivité, effusivité, capacité thermique volumétrique et conductivité interfaciale.
- Alignement optique : configuration à double laser avec mise au point automatique pour une stabilité et une précision maximales
- Option d’anisotropie : mesure la conductivité thermique dans le plan et transversalement au plan des matériaux multicouches et 2D
- Cartographie thermique : mode de cartographie de surface pour évaluer l’homogénéité du film et la qualité du revêtement
Mesure de l’anisotropie – Conductivité thermique dans toutes les directions
Le TF-LFA L54 permet de déterminer avec précision l’anisotropie de la conductivité thermique – il mesure à la fois le transport de chaleur dans le plan et transversalement au plan dans les couches minces et les structures multicouches.
Cette capacité est essentielle pour les matériaux avancés tels que semi-conducteursles thermoélectriques, les cristaux 2D et les Composants de batterie pour lesquels la direction du flux de chaleur a un impact décisif sur les performances et la fiabilité.
Grâce à la la thermoréflexion dans le domaine fréquentiel (FDTR) le système fournit des données directionnelles sans contact d’une précision exceptionnelle, permettant aux chercheurs de comprendre pleinement et d’optimiser le comportement thermique de matériaux complexes et anisotropes.
Anisotropie de la conductivité thermique
Lors de la conception de batteries et de composants électroniques modernes, le sens du flux de chaleur est un facteur déterminant pour les performances et la sécurité.
Comme la conductivité thermique dans un matériau peut varier selon la direction – un phénomène appelé anisotropie – il est important de distinguer le transport de chaleur dans le plan (parallèle à la surface) et le transport de chaleur dans le plan croisé (perpendiculaire à la surface).
La conductivité dans le plan est essentielle pour une distribution efficace de la chaleur sur les couches de batteries ou de semi-conducteurs, tandis qu’une faible conductivité transversale au plan est souhaitable dans les couches d’isolation thermique telles que les couches minces de SiO₂ qui protègent les composants sensibles.
Les matériaux bidimensionnels comme le PdSe₂ présentent une forte anisotropie et offrent des possibilités prometteuses pour la conversion d’énergie et la gestion thermique avancée.
Pour tirer pleinement parti de ces matériaux, il est essentiel de réaliser des études thermiques directionnelles.
Figure 2 : Conductivité thermique hors et dans le plan d’un PdSe2 de 297 nm d’épaisseur.
Le TF-LFA offre la possibilité de mesurer la conductivité thermique d’un tel matériau 2D non seulement dans les deux sens, mais aussi dans les deux sens.
principales, à l’intérieur et à l’extérieur du plan (voir Fig. 2 b & 2 c), mais même sur l’axe de rotation de la surface en deux
différents niveaux cristallographiques.
*Les mesures ont été effectuées par le Dr Juan Sebastian Reparaz.
Méthode
Réflexion thermique dans le domaine des fréquences (FDTR)
Le site thermoréflectance dans le domaine fréquentiel (FDTR)-est une technique optique sans contact qui permet de déterminer les propriétés thermophysiques de de couches minces et des structures multicouches.
Elle mesure la réponse thermique de la surface d’un matériau à une excitation laser modulée harmonieusement, permettant ainsi une analyse précise sans contact mécanique ni préparation destructive.
Dans cette méthode, un laser de pompage chauffe périodiquement la surface de l’échantillon, tandis qu’un laser de sonde détecte les infimes changements de réflectivité dus aux variations de température.
Le déphasage entre l’échauffement et la réaction fournit des informations détaillées sur la conductivité thermique, Conductivité thermiquela température et l’effusivité, capacité thermique volumétrique et la conductivité thermique limite.
En évaluant le signal dans le domaine fréquentiel, le TF-LFA L54 élimine les erreurs expérimentales liées à la durée de l’impulsion ou à l’alignement optique, garantissant ainsi une stabilité et une précision de mesure élevées .
Le FDTR est donc idéal pour les couches minces, les revêtements , semi-conducteursLe FDTR est idéal pour la fabrication de matériaux de pointe, de matériaux thermoélectriques et de structures 2D pour lesquels les techniques traditionnelles basées sur le contact atteignent leurs limites.
Principe de fonctionnement du TF-LFA L54
Le TF-LFA L54 détermine les propriétés thermophysiques des couches minces et des structures multicouches à l’aide de la méthode FDTR (Frequency Domain Thermoreflectance)– une technique entièrement optique et sans contact basée sur la modulation laser et la mesure de la réflexion.
Pendant la mesure, un laser de pompage modulé chauffe périodiquement la surface de l’échantillon, tandis qu’un laser de sonde surveille les minuscules changements de réflexion causés par les variations de température qui en résultent.
Le déphasage entre l’excitation thermique et le signal réfléchi est enregistré avec une grande précision et évalué à l’aide d’un modèle de transport de chaleur dépendant de la fréquence.
À partir de ces données, le TF-LFA L54 calcule des paramètres importants tels que la conductivité thermique, la diffusivité, l’effusivité, la capacité thermique volumétrique et la conductivité thermique limite.
Cette approche permet une caractérisation précise, reproductible et non destructive des couches minces, des revêtements et des matériaux en couches, même dans les cas où les méthodes de contact traditionnelles ne sont pas adaptées.
Grandeurs mesurées avec le FDTR (Frequency Domain Thermoreflectance)
Possibilités d’analyse en couches minces avec le TF-LFA L54 :
- Conductivité thermique (λ) – quantifie la capacité de la couche mince ou de la couche multiple à conduire la chaleur.
- Coefficient de frottement thermique (α) – décrit la vitesse à laquelle la chaleur se propage à travers le matériau.
- Capacité thermique volumique (ρ-cp) – indique la quantité de chaleur stockée par unité de volume et par changement de température.
- Effusivité thermique (e) – indique l’efficacité avec laquelle le film échange de la chaleur avec son environnement.
- Conductivité thermique limite (TBC) – mesure l’efficacité du transfert de chaleur entre les couches ou les interfaces.
- Conductivité anisotrope – fait la distinction entre le transfert de chaleur dans le plan et le transfert de chaleur perpendiculaire au plan dans les matériaux anisotropes.
- Comportement en fonction de la température – analyse des changements de propriétés jusqu’à 500 °C dans des atmosphères contrôlées.
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TF-LFA L54 expliqué - Fonctionnement, utilisation et capacités
Que sont les couches minces et où sont-elles utilisées ?
Couches minces :
Les couches minces sont des matériaux dont l’épaisseur varie entre le nanomètre et le micromètre et qui sont déposés sur des surfaces.
Leurs propriétés thermophysiques diffèrent considérablement de celles des matériaux en volume, en fonction de l’épaisseur et de la température. Les couches minces sont typiquement utilisées dans les semi-conducteurs, les LED, les piles à combustible et les supports de stockage optiques.
Différents types de couches minces
- Couche mince : couche de quelques nm à µm
- Les films sont élevés sur un certain substrat
- Les techniques de réveil typiques sont
- PVD (par ex. pulvérisation cathodique, évaporation thermique)
- CVD (PECVD, LPCVD, ALD)
- Moulage en goutte à goutte, spin-coating et impression
- Différents types de films, dont
- Films semi-conducteurs (par ex. films thermoélectriques, capteurs, transistors)
- Films métalliques (utilisés comme contacts)
- Couches d’isolation thermique
- Revêtements optiques
En quoi le FDTR est-il différent du TDTR ?
Notre système avancé FDTR (Frequency-Domain Thermoreflectance) offre des avantages considérables par rapport à la méthode TDTR (Time-Domain Thermoreflectance) traditionnelle, car il optimise la mise en place et améliore la stabilité des mesures.
Aucun ajustement du laser de la sonde n’est nécessaire : contrairement à la configuration TDTR, où le laser de la sonde doit être ajusté en raison de légères modifications de la réflexion lorsque l’échantillon change par rapport à l’échantillon, notre système FDTR élimine cette exigence. Notre système est doté d’un système de focalisation automatique qui ajuste en permanence le foyer du laser de la sonde pour tenir compte de tout changement de l’échantillon, ce qui garantit des conditions de mesure optimales sans intervention manuelle.
Lasers alignés : grâce aux lasers parfaitement alignés de notre système FDTR, il n’est pas nécessaire d’ajuster le faisceau laser de la sonde, ce qui facilite la disposition des échantillons et rend les mesures plus stables.
Plage de mesure plus large : notre FDTR dépasse même les montages TDTR nano-impulsionnels grâce à sa plage de mesure plus large. Il est possible de mesurer des couches d’échantillons plus fines et des couches minces avec une conductivité thermique plus élevée.
Aucune hypothèse nécessaire : notre algorithme d’évaluation complet vous permet de mesurer des couches minces sans aucune hypothèse. Il vous suffit de connaître l’épaisseur de l’échantillon.
Avantages :
- Plage de mesure plus large
- Une manipulation plus facile
- Meilleure stabilité
- Des résultats plus précis
- Possibilité de mesurer la résistance thermique de contact entre deux
- Couches
- Pas d’hypothèses concernant les
- Capacité thermique et densité des matériaux plus fins
- Films d’échantillons
Qu'est-ce qu'un échantillon multicouche dans l'analyse des couches minces ?
Échantillon multicouche
Couche mince (par ex. semi-conducteur, métal, organique, oxyde)
Substrats (par ex. Si, Si3N4, verre de quartz)
Quelle est la différence entre la méthode des 3 omégas et la méthode de thermoréflexion (méthode Pump-Probe) ?
La méthode des 3 omégas est une méthode électrothermique dans laquelle une bande métallique sert à la fois d’élément chauffant et de capteur de température. Un courant de fréquence ω induit un chauffage périodique ; la composante de tension résultante à 3ω est utilisée pour évaluer la conductivité thermique, la diffusivité et la chaleur spécifique de couches minces ou de matériaux en volume sur un substrat.
En revanche, les méthodes de thermoréflexion/pompage d’échantillons (par exemple, thermoréflexion dans le domaine temporel (TDTR) ou thermoréflexion dans le domaine fréquentiel (FDTR)) sont optiques et sans contact : un laser de pompage modulé ou pulsé chauffe l’échantillon et un laser de sonde surveille les changements de réflectivité (thermoréflexion) afin de suivre la dynamique de la température et d’extraire les propriétés de transport thermique.
Différences pratiques importantes :
- La qualité de la surface et les revêtements sont importants : les techniques de pompage-échantillonnage nécessitent l’application d’une couche de transducteur métallique (pour la thermoréflexion) et bénéficient de surfaces visuellement propres. 3-Omega utilise des éléments chauffants métalliques structurés sur l’échantillon.
- Interaction entre le substrat et le revêtement : 3-Omega utilise souvent un dispositif de chauffage sur le substrat/film pour les mesures dans le plan ou perpendiculaires au plan ; la thermoréflectance est très sensible aux interfaces et aux couches minces et fonctionne avec des films très minces.
- Manipulation : les méthodes optiques permettent des mesures sans contact et conviennent aux couches petites/minces ; le 3-Omega nécessite une structuration et une connexion électrique. Choisissez donc en fonction de l’épaisseur du film, de la conception du substrat/revêtement et de la préparation de la surface.
Quels types d'échantillons peuvent être mesurés et avec quelle technique ? (méthode de fabrication, plage de température, manipulation, substrat, etc.)
Différents principes de mesure conviennent à différents types d’échantillons :
- Méthode des 3 omégas : convient pour les couches minces sur des substrats (épaisseur de couche de nanomètres à micromètres) ou des substrats en volume avec des éléments chauffants structurés. Fonctionne pour plusieurs méthodes de dépôt (PVD, CVD, spin-coating), à condition qu’un élément chauffant/capteur puisse être fixé. Peut nécessiter une préparation d’échantillon et une géométrie de substrat spécifiques.
- Thermoréflexion (Pump-Probe / FDTR / TDTR) : Idéal pour les couches ultrafines (de 10 nm à plusieurs µm) et les empilements multicouches déposés sur des substrats par des techniques telles que le PVD, le CVD, l’ALD, le spin-coating ou le drop-casting. Par exemple, le TF-LFA L54 prend en charge les couches de 10 nm à ~20 µm. Plage de températures : pour les méthodes optiques, la température de mesure peut varier de la température ambiante à ~500 °C (selon l’instrument) dans des atmosphères inertes, oxydantes ou réductrices. Manipulation : les méthodes optiques nécessitent des surfaces propres, le dépôt de couches de transducteur et un bon contact entre le substrat et le film. 3-Omega nécessite des éléments chauffants structurés et parfois des membranes en suspension pour les mesures dans le plan.
- Le choix dépend donc de l’épaisseur du film, du type de substrat, de la plage de température et de la direction de mesure requise.
In-Plane vs. Cross-Plane - Quelle technique peut être utilisée pour quelle application et laquelle est la plus sensible ?
- La mesure in-plane se réfère au transfert de chaleur parallèle à la surface d’un film ou d’un substrat.
- La mesure cross-plane se réfère au transport de chaleur perpendiculaire à la surface du film/substrat (à travers l’épaisseur). Pour les films minces et les structures multicouches, les deux directions sont importantes car il y a souvent une anisotropie. D’un point de vue technique :
- 3-Omega peut être configuré pour des mesures in-plane et cross-plane, par exemple un élément chauffant sur une membrane suspendue fournit des données in-plane ; 3-Omega différentiel sur film + substrat fournit des données cross-plane.
- La thermoréflexion (FDTR / TDTR) est généralement très sensible dans la direction cross-plan, car les changements de réflexion surveillent la dynamique de la température perpendiculaire à la surface ; pour la conductivité thermique in-plan, des configurations ou des modifications supplémentaires peuvent être nécessaires. Par conséquent
- Pour une conductivité thermique transversale précise, les méthodes de thermoréflexion sont particulièrement efficaces.
- Pour les mesures dans le plan, le 3-Omega reste un bon choix (en particulier pour les films structurés ou suspendus). La sensibilité dépend de la géométrie du film, du montage de mesure et du rapport signal/bruit – les méthodes optiques offrent une très grande sensibilité pour les films fins et les interfaces.
Combien coûte un TF-LFA L54 ?
Le prix d’un système TF-LFA L54 dépend de la configuration choisie et des options supplémentaires, telles que la plage de température, le type de four, le système de refroidissement, les fonctions d’automatisation ou les modes de mesure spéciaux. Comme chaque système peut être personnalisé pour répondre aux besoins spécifiques de votre application, les coûts peuvent varier considérablement.
Pour obtenir un devis précis, veuillez nous envoyer vos exigences via notre formulaire de contact – nous serons heureux de vous fournir un devis personnalisé.
Quel est le délai de livraison pour un TF-LFA L54 ?
Le délai de livraison d’un TF-LFA L54 dépend en grande partie des options et de la configuration choisies. Des fonctionnalités supplémentaires telles que des fours spéciaux, des plages de température étendues, l’automatisation ou des personnalisations peuvent allonger le temps de production et de préparation, et donc le délai de livraison.
Veuillez nous contacter via notre formulaire de contact pour obtenir une prévision précise du délai de livraison en fonction de vos exigences individuelles.
Logiciel
Rendre les valeurs visibles et comparables
Logiciels généraux
Tous les analyseurs thermiques LINSEIS sont entièrement pilotés par PC et fonctionnent dans des environnements Microsoft® Windows®.
La suite logicielle est divisée en trois modules intuitifs – contrôle de la température, acquisition de données et analyse des données – et garantit un processus fluide, de la configuration à l’analyse finale.
Le logiciel LINSEIS a été développé en collaboration avec nos spécialistes en applications et allie convivialité, sécurité des données et fonctionnalités complètes pour une exploitation quotidienne efficace.
Les principales fonctionnalités sont les suivantes
- Compatibilité totale avec MS® Windows™
- Protection automatique des données en cas de panne de courant
- Évaluation en temps réel des mesures en cours
- Comparaison de courbes et superposition de plusieurs ensembles de données
- Stockage, exportation et importation de données au format ASCII ou Excel
Logiciel d’évaluation et de mesure
Le logiciel d’évaluation offre des outils avancés pour l’analyse thermique détaillée des couches minces et des systèmes multicouches.
En utilisant un modèle de transfert de chaleur multicouche, il détermine simultanément la conductivité thermique, la diffusivité, l’effusivité et la capacité thermique volumétrique, et permet également de déterminer la résistance de contact, la représentation de la sensibilité et les tests de faisabilité pour chaque expérience.
Le logiciel de mesure garantit un fonctionnement entièrement automatique avec une saisie simple et conviviale de tous les paramètres de mesure.
Elle garantit un contrôle précis de la température, des résultats reproductibles et un flux de travail optimal – de la mise en place des essais à la détermination complète des propriétés thermiques.
Bibliothèque thermique LINSEIS
Le logiciel LINSEIS Thermal Library est une option pour le célèbre logiciel d’évaluation convivial LINSEIS Platinum, intégré dans presque tous nos appareils. Avec Thermal Library, vous pouvez comparer les courbes complètes en seulement 1 à 2 secondes avec une base de données contenant des milliers de références et de matériaux standards.
Multi-instrument
Tous les instruments LINSEIS DSC, DIL, STA, HFM, LFA, etc. peuvent être contrôlés par un modèle de logiciel.
Multilingue
Notre logiciel est disponible dans de nombreuses langues différentes qui peuvent être changées par l’utilisateur, y compris : Anglais, Espagnol, Français, Allemand, Chinois, Coréen, Japonais, etc.
Générateur de rapports
Sélection pratique de modèles pour créer des rapports de mesure personnalisés.
Plusieurs utilisateurs
L’administrateur peut configurer différents niveaux d’utilisateurs avec des droits différents pour l’utilisation de l’appareil. Un fichier journal est également disponible en option.
Logiciel cinétique
Analyse cinétique des données DSC, DTA, TGA et EGA (TG-MS, TG-FTIR) pour étudier le comportement thermique des matières premières et des produits.
Base de données
La base de données ultramoderne permet de gérer facilement jusqu’à 1000 enregistrements.
Votre industrie
Couches minces
Dans les systèmes modernes à couches minces – tels que les semi-conducteurs, les LED, les piles à combustible ou les supports de stockage optiques – les propriétés de transport de chaleur sont très différentes de celles des matériaux en volume.
Une conductivité thermique réduite résulte souvent d’effets tels que la diffusion interfaciale, les impuretés, les joints de grains ou un comportement dépendant de l’épaisseur.
Le LINSEIS TF-LFA L54 utilise la technique de thermoréflexion dans le domaine des fréquences (FDTR) et permet une analyse thermique sans contact et de haute précision des couches minces et des structures multicouches dans une plage de quelques nanomètres à plusieurs micromètres.
Il détermine des paramètres importants tels que la conductivité thermique, la diffusivité, l’effusivité, la capacité thermique volumétrique et la conductivité thermique limite, et fournit des informations importantes sur le transport de chaleur, les interfaces des couches et la performance des matériaux.
Grâce à sa précision optique et à ses modèles avancés d’évaluation des données, le TF-LFA L54 est l’instrument idéal pour la recherche et le contrôle qualité dans le domaine du développement des couches minces et garantit une gestion thermique optimisée dans les matériaux et les appareils de la prochaine génération.
Exemple d’application : Diamant CVD – Conductivité thermique
Les échantillons de diamant à haute conductivité peuvent être mesurés à l’aide de l’analyseur de fréquence laser Linseis (TF-LFA L54), qui utilise la technique de thermoréflexion dans le domaine fréquentiel pour caractériser le comportement thermique et assurer le contrôle qualité dans les applications où une dissipation thermique efficace est essentielle. Des mesures précises de la conductivité thermique sont essentielles pour vérifier la qualité et les performances des échantillons de diamant, car des facteurs tels que la taille des grains, la pureté et l’épaisseur peuvent affecter les propriétés de transport.
Mesure des propriétés thermiques du diamant CVD. L’axe des x indique la fréquence à l’échelle logarithmique en hertz, tandis que l’axe des y représente le déphasage entre l’excitation par le laser de pompage et le laser de la sonde. Où λ est la conductivité thermique, α la conductivité thermique, e l’effusivité thermique et TBC la conductivité thermique limite entre la couche de transduction (or) et l’échantillon (diamant). Elle détermine la capacité d’une combinaison de matériaux à échanger de la chaleur entre eux.
La thermoréflexion dans le domaine fréquentiel (FDTR) est une méthode privilégiée pour mesurer la conductivité thermique dans les matériaux tels que le diamant CVD, en particulier dans les couches minces et les échantillons à micro-échelle, où une résolution spatiale élevée est essentielle. L’analyseur de fréquence laser Linseis (TF-LFA) est un outil idéal à cet effet. Le FDTR utilise un laser modulé pour induire un chauffage local dans l’échantillon et mesure la réponse de la thermoréflexion du matériau.
à différentes fréquences de modulation. Cette technique permet aux chercheurs de déterminer la conductivité thermique en modélisant le flux de chaleur à travers le diamant et ses interfaces.
Exemple d’application : couche mince de SiO2 504 nm
Les couches minces de verre de silice pure (quartz) sont souvent utilisées dans l’industrie des semi-conducteurs et de l’électronique comme couche de protection ou comme couche d’isolation thermique ou électronique. Dans cet exemple, une couche de SiO2 a été analysée avec l’appareil TF-LFA de Linseis afin de caractériser complètement ses propriétés thermiques.
Exemple d’application : nitrure d’aluminium AIN
AlN est souvent utilisé comme couche d’isolation thermique ou électronique dans les capteurs ou en microélectronique. Ses propriétés thermiques en fonction de l’épaisseur de la couche ont été étudiées dans cette application par TF-LFA.
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