TF-LFA L54: Termoriflettanza nel dominio della frequenza per l'analisi termica di film sottili
Il LINSEIS TF-LFA L54 è un sistema di misurazione avanzato basato sul laser che misura la Termoreflettanza nel dominio della frequenza (FDTR)per la caratterizzazione termica senza contatto di film sottili film sottili e strutture multistrato.
Permette di determinare con precisione conducibilità termica, diffusività termicae dell’effusività, capacità termica volumetrica e la conducibilità termica limite, anche in strati ultrasottili di pochi nanometri.
Progettato per la ricerca e per le applicazioni industriali di alto livello, il TF-LFA L54 combina una sensibilità eccezionale, un ampio intervallo di temperatura (da temperatura ambiente a 500 °C) e opzioni modulari per l’anisotropia, la mappatura dei campioni e la visualizzazione ottica.
Questo sistema innovativo offre un’eccezionale precisione, stabilità e flessibilità ed è quindi ideale per la caratterizzazione di semiconduttoririvestimenti, materiali termoelettrici, LED e altre tecnologie avanzate a film sottile.
Caratteristiche uniche
Aggiornamento sulla tecnologia ottica
Il TF-LFA L54 utilizza il metodo della termoriflettanza nel dominio della frequenza (FDTR) per l’analisi termica senza contatto di film sottili.
I vantaggi più importanti della tecnologia FDTR sono
- Misura senza contatto – elimina le interferenze meccaniche e garantisce la massima precisione con campioni sensibili o microscopici.
- Precisione ad alta frequenza: consente di determinare le proprietà termiche in un ampio intervallo di modulazione per una varietà di materiali a film sottile.
- Stabilità migliorata: l’allineamento ottico ottimizzato e la messa a fuoco automatica garantiscono risultati riproducibili senza bisogno di regolazioni manuali.
- Ampio intervallo di misurazione – consente di analizzare strati con uno spessore da pochi nanometri a diversi micrometri a temperature fino a 500 °C.
Nuove funzioni hardware
Design ottico avanzato
Il TF-LFA L54 ha una configurazione dual-laser all’avanguardia con un laser di pompa modulato (405 nm) e un laser di sonda continuo (532 nm) per un’eccitazione e un rilevamento precisi. Questa configurazione ottimizzata garantisce la massima stabilità del segnale e la massima sensibilità di misurazione, anche con rivestimenti ultrasottili.
Regolazione automatica della messa a fuoco
Un sistema di autofocus integrato ottimizza continuamente la posizione del laser durante la misurazione, eliminando la necessità di regolazioni manuali e garantendo risultati riproducibili per ogni campione.
Funzione di mappatura termica
Una modalità opzionale di mappatura del campione consente agli utenti di analizzare le proprietà termiche in più punti o aree della superficie del campione – ideale per esaminare strati disomogenei o verificare l’uniformità dei rivestimenti.
Sistema di telecamere integrato
Il modulo telecamera opzionale fornisce una visione in diretta dell’area di misurazione e consente quindi di posizionare con precisione il punto laser e di ispezionare visivamente la superficie del campione.
Link al laboratorio Linseis
Con Linseis Lab Link, offriamo una soluzione integrata per eliminare le incertezze nei risultati di misura. Grazie all’accesso diretto ai nostri esperti di applicazioni tramite il software, riceverai consigli sulla corretta procedura di misurazione e su come analizzare i risultati. Questa comunicazione diretta garantisce risultati ottimali e massimizza l’efficienza delle tue misurazioni per un’analisi e una ricerca accurate e un flusso di processo fluido.
Configurazione a doppio laser
Il TF-LFA L54 ha una configurazione a doppio laser ad alta precisione che consiste in un laser di pompa modulato (405 nm) e un laser di sonda continuo (532 nm).
Questa configurazione consente un rilevamento stabile e ad alta risoluzione del segnale di riflessione termica e garantisce misure termiche accurate anche con strati ultrasottili nell’ordine dei nanometri.
Allineamento ottico automatico
Un sistema integrato di autofocus e allineamento regola continuamente la messa a fuoco del laser durante il funzionamento.
In questo modo si elimina la necessità di calibrare manualmente, ottenendo condizioni di misurazione uniformi, una migliore riproducibilità e una minore influenza dell’operatore.
Luci d'artista
Caratterizzazione termica completa:
- Misurazione della conducibilità termica, della capacità termica, della diffusività termica e dell'effusività termica.
- Determinazione del contatto termico tra due strati vicini.
Funzione di anisotropia:
- Funzione opzionale
per misurare la
conducibilità termica
sia nella
direzione passante
(attraverso il materiale)
che nel piano
(perpendicolare all'eccitazione
laser).
Ampio intervallo di temperature:
- Il dispositivo può misurare le proprietà termiche
di film sottili
a temperatura ambiente fino a 500°C.
Termografia:
- Con la funzione
opzionale di mappatura del campione
le
proprietà termiche del campione
possono essere tracciate su un'area
specifica o su punti della superficie
, ideale per
test di omogeneità.
Ottimizzazione automatica e opzione fotocamera:
- Ottimizzazione automatica del raggio laser
per migliorare i risultati della misurazione. - Opzione telecamera aggiuntiva che fornisce informazioni visive
e facilita la selezione
dei punti di interesse sulla superficie del campione
.
Misurazione di resistenze di contatto/valori conduttivi
termici:
- Misurazione del contatto termico
tra due strati, ad esempio tra
campione e la superficie o il campione e lo strato del trasduttore
.
Caratteristiche principali
Misura ottica senza contatto
Utilizzando la termoreflettanza nel dominio della frequenza (FDTR), il TF-LFA L54 esegue analisi termiche senza contatto con precisione laser, ideali per film sottili e microstrutture sensibili.
Caratterizzazione termica completa
Il sistema determina simultaneamente la conducibilità termica, la diffusività, l’effusività, la capacità termica volumetrica e la conducibilità termica limite – senza alcuna ipotesi sulla densità o sulla capacità termica.
Messa a fuoco e allineamento automatico
Un sistema di autofocus integrato regola continuamente la posizione del laser durante il funzionamento, garantendo la massima stabilità, ripetibilità e precisione di misurazione per ogni campione.
Piattaforma LINSEIS integrata
Il software integrato LINSEIS offre una soluzione completa che combina hardware e software per garantire la massima affidabilità e precisione dei processi. La piattaforma standardizzata consente la perfetta integrazione di componenti e dispositivi di partner esterni, per un sistema complessivo particolarmente robusto e affidabile.
Domande? Chiamaci!
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giovedì dalle 8.00 alle 16.00
e venerdì dalle 8.00 alle 12.00.
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Specifiche
Capacità di analisi di strati ultra-sottili: analizza strati da 10 nm a 20 µm
Funzionamento ad alta temperatura: misurazioni fino a 500 °C in atmosfere controllate
Ampio intervallo di misurazione: conduttività termica da 0,01 a 2000 W/m-K
Scopri il nostro potente TF-LFA – sviluppato per l’analisi di film sottili all’avanguardia:
- Metodo di misurazione: termoreflettanza nel dominio della frequenza (FDTR) per l’analisi termica senza contatto basata sul laser
- Parametri analizzati: Conducibilità termica, diffusività, effusività, capacità termica volumetrica e conducibilità interfacciale.
- Allineamento ottico: configurazione a doppio laser con messa a fuoco automatica per la massima stabilità e precisione
- Opzione Anisotropia: misura la conducibilità termica in-plane e cross-plane di materiali multistrato e 2D.
- Mappatura termica: modalità di mappatura della superficie per valutare l’omogeneità del film e la qualità del rivestimento
Misurazione dell’anisotropia – conducibilità termica in tutte le direzioni
Il TF-LFA L54 consente di determinare con precisione l’anisotropia della conduttività termica – misura il trasporto di calore sia in piano che trasversale in strati sottili e strutture multistrato.
Questa capacità è essenziale per i materiali avanzati come i semiconduttoritermoelettrici, cristalli 2D e componenti di batterie componenti di batterie dove la direzione del flusso di calore ha un impatto critico sulle prestazioni e sull’affidabilità.
Con l’aiuto di Termoreflettanza nel dominio della frequenza (FDTR) il sistema fornisce dati senza contatto e specifici per ogni direzione con un’accuratezza eccezionale, consentendo ai ricercatori di comprendere a fondo e ottimizzare il comportamento termico di materiali complessi e anisotropi.
Anisotropia della conducibilità termica
Nello sviluppo delle moderne batterie e dei componenti elettronici, la direzione del flusso di calore è un fattore decisivo per le prestazioni e la sicurezza.
Poiché la conducibilità termica di un materiale può variare a seconda della direzione – un fenomeno noto come anisotropia – è importante distinguere tra il trasporto di calore in piano (parallelo alla superficie) e quello trasversale (perpendicolare alla superficie).
La conducibilità in piano è fondamentale per un’efficiente distribuzione del calore tra gli strati di batterie o semiconduttori, mentre una bassa conducibilità in piano è auspicabile nei rivestimenti a barriera termica come i film sottili di SiO₂ che proteggono i componenti sensibili.
I materiali bidimensionali come il PdSe₂ presentano una forte anisotropia e offrono promettenti opportunità per la conversione energetica e la gestione termica avanzata.
Per poter utilizzare appieno questi materiali, sono essenziali i test termici in funzione della direzione.
Figura 2: Conduttività termica fuori piano e dentro piano di un PdSe2 spesso 297 nm.
Il TF-LFA offre la possibilità di misurare la conducibilità termica di un tale materiale 2D non solo in entrambe le direzioni, ma anche in entrambi i sensi.
direzioni principali, all’interno e all’esterno del piano (vedi Fig. 2 b & 2 c), ma anche attraverso l’asse di rotazione della superficie in due
diversi livelli cristallografici.
*Le misurazioni sono state effettuate dal dottor Juan Sebastian Reparaz.
Metodo
Termoreflettanza nel dominio della frequenza (FDTR)
La Termoreflettanza nel dominio della frequenza (FDTR)è un metodo ottico senza contatto per determinare le proprietà termofisiche dei film sottili. strati sottili e strutture multistrato.
Misura la reazione termica della superficie di un materiale a un’eccitazione laser modulata armonicamente e consente quindi un’analisi precisa senza contatto meccanico o preparazione distruttiva.
In questo metodo, un laser a pompa riscalda periodicamente la superficie del campione, mentre un laser a sonda rileva le minime variazioni di riflettività dovute alle fluttuazioni di temperatura.
Lo sfasamento tra riscaldamento e reazione fornisce informazioni dettagliate su conducibilità termica, diffusività termicae all’effusività, capacità termica volumetrica e la conducibilità termica limite.
Analizzando il segnale nel dominio della frequenza, il TF-LFA L54 elimina gli errori sperimentali legati alla durata dell’impulso o all’allineamento ottico, garantendo un’elevata stabilità e accuratezza della misurazione .
Questo rende l’FDTR ideale per strati e rivestimenti sottili , semiconduttorimateriali termoelettrici e strutture 2D dove le tecniche convenzionali basate sul contatto raggiungono i loro limiti.
Principio di funzionamento del TF-LFA L54
Il TF-LFA L54 determina le proprietà termofisiche di film sottili e strutture multistrato utilizzando il metodo della termoriflettanza nel dominio della frequenza (FDTR), una tecnica completamente ottica, senza contatto, basata sulla modulazione laser e sulla misurazione della riflettanza.
Durante la misurazione, un laser di pompa modulato riscalda periodicamente la superficie del campione, mentre un laser di sonda monitora i piccoli cambiamenti di riflessione causati dalle fluttuazioni di temperatura risultanti.
Lo sfasamento tra l’eccitazione termica e il segnale riflesso viene registrato con alta precisione e analizzato utilizzando un modello di trasporto del calore dipendente dalla frequenza.
Il TF-LFA L54 utilizza questi dati per calcolare parametri importanti come la conducibilità termica, la diffusività, l’effusività, la capacità termica volumetrica e la conducibilità termica limite.
Questo approccio consente una caratterizzazione accurata, riproducibile e non distruttiva di film sottili, rivestimenti e materiali di rivestimento, anche nei casi in cui i metodi di contatto convenzionali non sono adatti.
Variabili misurate con la termoreflettanza nel dominio della frequenza (FDTR)
Possibilità di analisi di film sottili con il TF-LFA L54:
- Conducibilità termica (λ) – quantifica la capacità del film sottile o del multistrato di condurre il calore.
- Il coefficiente di diffusività termica (α) – descrive la velocità con cui il calore si diffonde attraverso il materiale.
- La capacità termica volumetrica (ρ-cp) – indica la quantità di calore immagazzinata per unità di volume e variazione di temperatura.
- Effusività termica (e) – indica l’efficienza con cui il film scambia calore con l’ambiente circostante.
- Conducibilità termica di confine (TBC) – misura l’efficienza del trasferimento di calore tra gli strati o le interfacce.
- Conducibilità anisotropa – distingue tra trasferimento di calore in piano e in piano trasversale nei materiali anisotropi.
- Comportamento in funzione della temperatura: analisi dei cambiamenti di proprietà fino a 500 °C in atmosfere controllate.
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TF-LFA L54 spiegato - funzione, uso e capacità
Cosa sono i film sottili e dove vengono utilizzati?
Film sottili:
I film sottili sono materiali con uno spessore compreso tra i nanometri e i micrometri che vengono applicati alle superfici.
A seconda dello spessore e della temperatura, le loro proprietà termofisiche differiscono notevolmente da quelle dei materiali sfusi. I film sottili sono tipicamente utilizzati nei semiconduttori, nei LED, nelle celle a combustibile e nei supporti ottici.
Diversi tipi di film sottili
- Film sottile: strato da pochi nm a µm
- I film vengono coltivati su un substrato specifico
- Le tecniche tipiche di ceretta sono
- PVD (ad es. sputtering, vaporizzazione termica)
- CVD (PECVD, LPCVD, ALD)
- Colata a goccia, spalmatura e stampa
- Vari tipi di film, tra cui
- Film semiconduttori (ad esempio film termoelettrici, sensori, transistor)
- Pellicole metalliche (utilizzate come contatti)
- Strati di isolamento termico
- Rivestimenti ottici
In cosa si differenzia l'FDTR dal TDTR?
Il nostro sistema avanzato FDTR (termoreflettanza nel dominio della frequenza) offre vantaggi significativi rispetto al metodo convenzionale TDTR (termoreflettanza nel dominio del tempo), ottimizzando la configurazione e migliorando la stabilità delle misure.
Non c’è bisogno di regolare il laser della sonda: a differenza del sistema TDTR, in cui il laser della sonda deve essere regolato a causa di lievi cambiamenti nella riflessione quando il campione cambia rispetto al campione, il nostro sistema FDTR elimina questo requisito. Il nostro sistema è dotato di una funzione di messa a fuoco automatica che regola continuamente la messa a fuoco del laser della sonda per tenere conto di eventuali cambiamenti nel campione, garantendo condizioni di misurazione ottimali senza alcun intervento manuale.
Laser allineati: grazie ai laser perfettamente allineati del nostro sistema FDTR, non c’è bisogno di regolare il raggio laser della sonda, il che facilita il posizionamento del campione e rende le misurazioni più stabili.
Campo di misura più ampio: grazie al suo campo di misura più ampio, il nostro FDTR supera persino le configurazioni TDTR a nano-impulsi. È possibile misurare strati di campione più sottili e strati con una conducibilità termica più elevata.
Non sono necessarie ipotesi: il nostro algoritmo di valutazione completo ti permette di misurare strati sottili senza alcuna ipotesi. Tutto ciò che devi sapere è lo spessore del campione.
Vantaggi:
- Campo di misura più ampio
- Manipolazione più semplice
- Maggiore stabilità
- Risultati più precisi
- Possibilità di misurare la resistenza termica di contatto tra due
- Strati
- Non ci sono ipotesi sul
- Capacità termica e densità del diluente
- Film campione
Che cos'è un campione multistrato nell'analisi dei film sottili?
Campione multistrato
Film sottile (ad esempio semiconduttore, metallo, organico, ossido)
Substrati (ad esempio Si, Si3N4, vetro di quarzo)
Qual è la differenza tra il metodo dei 3omega e il metodo della termoreflessione (metodo della pompa-sonda)?
Il metodo 3-omega è un processo elettrotermico in cui una striscia di metallo funge contemporaneamente da elemento riscaldante e sensore di temperatura. Una corrente con frequenza ω induce un riscaldamento periodico; la componente di tensione risultante a 3ω viene utilizzata per valutare la conduttività termica, la diffusività e il calore specifico di strati sottili o materiali sfusi su un substrato.
Al contrario, i metodi di termoreflettanza/pompa-sonda (ad esempio termoreflettanza nel dominio del tempo (TDTR) o termoreflettanza nel dominio della frequenza (FDTR)) sono ottici e senza contatto: un laser a pompa modulato o pulsato riscalda il campione e un laser a sonda monitora i cambiamenti nella riflettanza (termoreflettanza) per tracciare la dinamica della temperatura ed estrarre le proprietà di trasporto termico.
Importanti differenze pratiche:
- La qualità della superficie e i rivestimenti sono importanti: le tecniche con sonda a pompa richiedono l’applicazione di uno strato di trasduttore metallico (per la termoreflettanza) e beneficiano di superfici otticamente pulite. 3-Omega utilizza elementi di riscaldamento metallici strutturati sul campione.
- Interazione substrato/rivestimento: 3-Omega utilizza spesso un riscaldatore sul substrato/film per misurazioni in piano o cross-plane; la termoriflettanza è molto sensibile alle interfacce e ai film sottili e funziona con film molto sottili.
- Manipolazione: i metodi ottici consentono di effettuare misurazioni senza contatto e sono adatti a strati piccoli/sottili; il 3-omega richiede una strutturazione e un collegamento elettrico. Pertanto, la scelta va fatta in base allo spessore del film, al design del substrato/rivestimento e alla preparazione della superficie.
Quali tipi di campioni possono essere misurati con quale tecnica? (metodo di produzione, intervallo di temperatura, manipolazione, substrato, ecc.)
Diversi principi di misurazione sono adatti a diversi tipi di campioni:
- Metodo 3-omega: è adatto per film sottili su substrati (spessore del film da nanometri a micrometri) o substrati voluminosi con elementi riscaldanti strutturati. Funziona per processi di deposizione multipli (PVD, CVD, spin coating) a condizione che sia possibile collegare un elemento riscaldante/sensore. Può richiedere una preparazione speciale del campione e una geometria del substrato.
- Termoriflettanza (pompa-sonda / FDTR / TDTR): Ideale per strati ultrasottili (da 10 nm a diversi µm) e stack multistrato applicati a substrati con tecniche come PVD, CVD, ALD, spin coating o drop casting. Il TF-LFA L54, ad esempio, supporta strati da 10 nm a ~20 µm. Intervallo di temperatura: per i metodi ottici, la temperatura di misurazione può variare da temperatura ambiente a ~500 °C (a seconda del dispositivo) in atmosfera inerte, ossidante o riducente. Manipolazione: I metodi ottici richiedono superfici pulite, la deposizione di strati di trasduttori e un buon contatto tra il substrato e il film. 3-Omega richiede elementi di riscaldamento strutturati e talvolta membrane sospese per la misurazione in piano.
- La scelta dipende quindi dallo spessore del film, dal tipo di substrato, dall’intervallo di temperatura e dalla direzione di misurazione richiesta.
In-Plane vs. Cross-Plane - Quale tecnologia può essere utilizzata per quale applicazione e quale è più sensibile?
- La misurazione in piano si riferisce al trasporto di calore parallelo alla superficie di un film o di un substrato.
- La misurazione trasversale si riferisce al trasporto di calore perpendicolare alla superficie del film/substrato (attraverso lo spessore). Per i film sottili e le strutture multistrato, entrambe le direzioni sono importanti poiché spesso si verifica un’anisotropia. In termini tecnici:
- 3-Omega può essere configurato per misurazioni sia in-plane che cross-plane, ad esempio un elemento riscaldante su una membrana sospesa fornisce dati in-plane; 3-Omega differenziale su lamina + substrato fornisce dati cross-plane.
- La termoriflettanza (FDTR / TDTR) è solitamente molto sensibile nella direzione trasversale al piano, in quanto le variazioni di riflettanza monitorano la dinamica della temperatura perpendicolare alla superficie; potrebbero essere necessarie configurazioni o modifiche aggiuntive per la conducibilità termica in piano. Pertanto:
- I metodi di termoriflessione sono particolarmente efficaci per ottenere un’accurata conducibilità termica sul piano.
- Per le misurazioni in piano, 3-Omega rimane una buona scelta (soprattutto per i film strutturati o sospesi). La sensibilità dipende dalla geometria del film, dal setup di misurazione e dal rapporto segnale/rumore – i metodi ottici offrono una sensibilità molto elevata per i film sottili e le interfacce.
Quanto costa una TF-LFA L54?
Il prezzo di un sistema TF-LFA L54 dipende dalla configurazione scelta e dalle opzioni aggiuntive, come l’intervallo di temperatura, il tipo di forno, il sistema di raffreddamento, le funzioni di automazione o le modalità di misurazione speciali. Poiché ogni sistema può essere personalizzato in base alle tue specifiche esigenze applicative, i costi possono variare considerevolmente.
Per un preventivo esatto, inviaci le tue esigenze tramite il nostro modulo di contatto: saremo lieti di fornirti un preventivo personalizzato.
Qual è il tempo di consegna di una TF-LFA L54?
I tempi di consegna di una TF-LFA L54 dipendono in larga misura dalle opzioni e dalla configurazione selezionate. Caratteristiche aggiuntive come forni speciali, intervalli di temperatura più ampi, automazione o personalizzazione possono aumentare i tempi di produzione e preparazione e quindi allungare i tempi di consegna.
Contattaci tramite il nostro modulo di contatto per ricevere una stima accurata dei tempi di consegna in base alle tue esigenze individuali.
Software
Rendere i valori visibili e comparabili
Software generale
Tutti gli analizzatori termici LINSEIS sono completamente controllati da PC e funzionano in ambiente Microsoft® Windows®.
La suite di software è suddivisa in tre moduli intuitivi – controllo della temperatura, acquisizione dei dati e analisi dei dati – e garantisce un processo fluido dalla configurazione all’analisi finale.
Il software LINSEIS è stato sviluppato in collaborazione con i nostri specialisti di applicazioni e combina facilità d’uso, sicurezza dei dati e funzionalità complete per un funzionamento quotidiano efficiente.
Le funzioni più importanti sono
- Piena compatibilità con MS® Windows™
- Protezione automatica dei dati in caso di interruzione dell’alimentazione.
- Valutazione in tempo reale delle misure in corso
- Confronto delle curve e sovrapposizione di diversi set di dati
- Memorizzazione, esportazione e importazione di dati in formato ASCII o Excel
Software di analisi e misurazione
Il software di valutazione offre strumenti avanzati per l’analisi termica dettagliata di film sottili e sistemi multistrato.
Utilizzando un modello di trasporto del calore multistrato, determina simultaneamente la conducibilità termica, la diffusività, l’effusività e la capacità termica volumetrica e consente inoltre di determinare la resistenza di contatto, la visualizzazione della sensibilità e i test di fattibilità per ogni esperimento.
Il software di misurazione garantisce un funzionamento completamente automatico con l’inserimento semplice e intuitivo di tutti i parametri di misurazione.
Garantisce un controllo preciso della temperatura, risultati riproducibili e un flusso di lavoro ottimizzato, dall’impostazione del test alla determinazione completa delle proprietà termiche.
Biblioteca termica LINSEIS
Il pacchetto software LINSEIS Thermal Library è un’opzione per il noto e semplice software di valutazione LINSEIS Platinum, integrato in quasi tutti i nostri dispositivi. Con la Thermal Library, puoi confrontare le curve complete con un database contenente migliaia di riferimenti e materiali standard in soli 1-2 secondi.
Multi-strumento
Tutti gli strumenti LINSEIS DSC, DIL, STA, HFM, LFA ecc. possono essere controllati tramite un modello software.
Multilingua
Il nostro software è disponibile in molte lingue diverse che possono essere modificate dall’utente, tra cui: Inglese, spagnolo, francese, tedesco, cinese, coreano, giapponese, ecc.
Generatore di rapporti
Comoda selezione di modelli per creare rapporti di misura personalizzati.
Utenti multipli
L’amministratore può impostare diversi livelli di utenti con diritti diversi per l’utilizzo del dispositivo. Come opzione è disponibile anche un file di log.
Software cinetico
Analisi cinetica dei dati DSC, DTA, TGA ed EGA (TG-MS, TG-FTIR) per studiare il comportamento termico delle materie prime e dei prodotti.
Database
Il database all’avanguardia consente una semplice gestione dei dati con un massimo di 1000 record.
Applicazioni
Film sottili
Nei moderni sistemi a film sottile – come i semiconduttori, i LED, le celle a combustibile o i supporti di memorizzazione ottica – le proprietà di trasporto del calore differiscono notevolmente da quelle dei materiali sfusi.
La riduzione della conduttività termica è spesso dovuta a effetti come la diffusione interfacciale, le impurità, i confini dei grani o il comportamento dipendente dallo spessore.
Il LINSEIS TF-LFA L54 utilizza la tecnologia di termoreflettanza nel dominio della frequenza (FDTR) e consente di effettuare analisi termiche senza contatto e ad alta precisione di film sottili e strutture multistrato in un range che va da pochi nanometri a diversi micrometri.
Determina parametri importanti come la conducibilità termica, la diffusività, l’effusività, la capacità termica volumetrica e la conducibilità termica limite e fornisce informazioni importanti sul trasporto del calore, sulle interfacce degli strati e sulle prestazioni dei materiali.
Grazie alla precisione ottica e ai modelli avanzati di valutazione dei dati, il TF-LFA L54 è lo strumento ideale per la ricerca e il controllo di qualità nello sviluppo di film sottili, garantendo una gestione termica ottimizzata nei materiali e nei dispositivi di nuova generazione.
Esempio di applicazione: diamante CVD – conducibilità termica
I campioni di diamante altamente conduttivi possono essere misurati con l’analizzatore di frequenza laser Linseis (TF-LFA L54), che utilizza la tecnica della termoreflettanza nel dominio della frequenza per caratterizzare il comportamento termico e garantire il controllo di qualità nelle applicazioni in cui è fondamentale un’efficiente dissipazione del calore. Le misurazioni accurate della conduttività termica sono essenziali per verificare la qualità e le prestazioni dei campioni di diamante, poiché fattori come la dimensione dei grani, la purezza e lo spessore possono influenzare le proprietà di trasporto.
Misurazione delle proprietà termiche del diamante CVD. L’asse x mostra la frequenza in scala logaritmica in Hertz, mentre l’asse y mostra lo spostamento di fase tra l’eccitazione del laser di pompa e quella del laser di sonda. Dove λ è la conduttività termica, α è la conduttività termica, e è l’effusività termica e TBC è la conduttività termica di confine tra lo strato del trasduttore (oro) e il campione (diamante). Determina la capacità di una combinazione di materiali di scambiare calore tra loro.
La termoreflettanza nel dominio della frequenza (FDTR) è un metodo privilegiato per misurare la conducibilità termica di materiali come il diamante CVD, soprattutto in film sottili e campioni in microscala dove è essenziale un’alta risoluzione spaziale. L’analizzatore di frequenza laser Linseis (TF-LFA) è uno strumento ideale per questo scopo. L’FDTR utilizza un laser modulato per indurre un riscaldamento localizzato nel campione e misurare la risposta termoriflettente del materiale.
a diverse frequenze di modulazione. Grazie a questa tecnica, i ricercatori possono determinare la conduttività termica modellando il flusso di calore attraverso il diamante e le sue interfacce.
Esempio di applicazione: film sottile di SiO2 504 nm
I sottili strati di vetro di biossido di silicio puro (quarzo) sono spesso utilizzati nell’industria dei semiconduttori e dell’elettronica come strato protettivo o come strato isolante termico o elettronico. In questo esempio, uno strato di SiO2 è stato esaminato con il dispositivo TF-LFA di Linseis per caratterizzarne a fondo le proprietà termiche.
Esempio di applicazione: Nitruro di alluminio AIN
L’AlN è spesso utilizzato come strato isolante termico o elettronico nei sensori o nella microelettronica. In questa applicazione sono state studiate le sue proprietà termiche in funzione dello spessore dello strato utilizzando il TF-LFA.
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