{"id":100368,"date":"2024-07-26T11:13:31","date_gmt":"2024-07-26T09:13:31","guid":{"rendered":"https:\/\/www.linseis.com\/metodi-di-analisi-termica\/termoreflettanza-nel-dominio-del-tempo-tdtr\/"},"modified":"2026-02-17T11:27:00","modified_gmt":"2026-02-17T10:27:00","slug":"termoreflettanza-nel-dominio-del-tempo-tdtr","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.linseis.com\/it\/metodi-di-analisi-termica\/termoreflettanza-nel-dominio-del-tempo-tdtr\/","title":{"rendered":"Termoriflettanza nel dominio del tempo (TDTR)"},"content":{"rendered":"\t\t
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\n\nTermoreflettanza nel dominio del tempo (TDTR)\n\n<\/b><\/h1>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t
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Linseis<\/span><\/a><\/span><\/div>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t
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Termoriflettanza nel dominio del tempo (TDTR)<\/h2>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Nell’ultimo decennio, la tecnologia di misurazione della termoriflettanza nel dominio del tempo (TDTR) <\/strong>si \u00e8 trasformata in uno strumento potente e universalmente applicabile per misurare le propriet\u00e0 di trasporto termico <\/strong>di rivestimenti e film sottili. La tecnica di misurazione pu\u00f2 essere applicata a un’ampia gamma di campioni, sia in termini di propriet\u00e0 di trasporto termico che di geometria del campione. Inoltre, \u00e8 possibile effettuare una scansione laterale dei campioni, che consente di misurare la conduttivit\u00e0 termica in funzione della posizione. Grazie alla focalizzazione degli spot laser sulla superficie del campione e all’elevato rapporto segnale\/rumore della misurazione, \u00e8 possibile ottenere elevati tassi di produttivit\u00e0 anche per serie di misurazioni pi\u00f9 ampie.<\/p>

Le applicazioni tipiche dei setup di misurazione TDTR sono le misure di conducibilit\u00e0 termica su strati sottili o materiali solidi rivestiti.<\/p><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/section>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Configurazione di prova per le misurazioni della diffusione del calore TDTR con sorgente laser a pompa e sonda<\/em><\/p><\/div><\/div><\/div><\/section>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Poich\u00e9 il TDTR \u00e8 un metodo ottico e senza contatto, \u00e8 possibile misurare i campioni anche in criostati con porta ottica, in microscopi ad alta temperatura o in un ambiente ad alta pressione.<\/p>

Una caratteristica particolare di questa tecnica di misurazione \u00e8 che sulla superficie del campione da analizzare deve essere depositata una pellicola metallica. Questa pellicola metallica funge da trasduttore ottico, in quanto la variazione della riflettivit\u00e0 di questo strato metallico pu\u00f2 essere utilizzata per dedurre la variazione di temperatura. Per la misurazione, si utilizza un forte laser primario (laser di pompa) per riscaldare localmente un punto sulla superficie del campione e il riscaldamento di questo punto, dovuto alle variazioni di riflettivit\u00e0 della pellicola metallica, viene letto con un secondo laser (laser di sonda).<\/p><\/div><\/div><\/div><\/section>

L’analisi dei dati<\/strong> viene quindi eseguita utilizzando una soluzione analitica dell’equazione della conduzione del calore in coordinate cilindriche. La determinazione delle propriet\u00e0 di trasporto del calore degli strati coinvolti viene tipicamente eseguita adattando i parametri liberi, minimizzando la deviazione tra la risposta termica prevista dal modello e la risposta termica del campione misurata nell’esperimento. I parametri liberi sono le propriet\u00e0 di trasferimento del calore sconosciute, ad esempio la conduttivit\u00e0 termica del campione.<\/p><\/div><\/div><\/div><\/section>

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Quando si utilizza la TDTR nella pratica quotidiana<\/strong>, \u00e8 necessario che la superficie del campione sia il pi\u00f9 liscia possibile per evitare la diffusione indesiderata della luce laser e quindi l’interferenza nella misurazione.<\/p>

Il TDTR viene utilizzato principalmente per misurare la conduttivit\u00e0 termica nella direzione dello spessore, cio\u00e8 perpendicolarmente alla superficie. Per i materiali anisotropi dal punto di vista termico, come le strutture a superlattice, i film policristallini testurizzati o i cristalli anisotropi, dove \u00e8 necessario misurare anche la conduttivit\u00e0 termica nel piano, il trasporto di calore nel piano pu\u00f2 essere misurato utilizzando i cosiddetti approcci di disallineamento. Tuttavia, l’accuratezza della misurazione \u00e8 ridotta.<\/p><\/div><\/div><\/div><\/section>

I laser ND:YAG o Ti:zaffiro sono solitamente utilizzati come “laser di pompa” per le configurazioni TDTR. Il laser genera un impulso ottico per riscaldare localmente lo strato metallico (noto anche come trasduttore) e quindi lo strato di campione sottostante. Per leggere il segnale di temperatura, viene utilizzato un laser a onda continua (laser CW) come sonda per registrare l’aumento di temperatura locale. A seconda del materiale utilizzato per il trasduttore (ad esempio Au, Al o Pt), \u00e8 necessario selezionare la lunghezza d’onda del laser sonda (~473 nm – 532 nm o 785 nm – 808 nm).<\/p>

Il termine “termoriflettanza” si riferisce al fatto che la riflettanza “R” di un film metallico dipende dalla sua temperatura “T”. Ci\u00f2 si traduce nel coefficiente di termoriflettanza specifico del materiale G = dR\/dT. Maggiore \u00e8 questo coefficiente, pi\u00f9 sensibile \u00e8 lo strato del trasduttore e pi\u00f9 accurata \u00e8 la sua misurazione.<\/p><\/div><\/div><\/div><\/section><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/section>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Dati grezzi della misura della diffusivit\u00e0 termica di due film sottili di SiO2 con spessori diversi, misurati con il Linseis TF-LFA<\/em><\/p><\/div><\/div><\/div><\/section>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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Quali propriet\u00e0 vengono determinate?<\/h2>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Il TDTR viene utilizzato per caratterizzare le propriet\u00e0 di trasporto termico dei materiali, soprattutto film sottili e rivestimenti<\/strong>, e per studiare le interfacce termiche<\/strong>. \u00c8 stato applicato all’intera gamma di conduttivit\u00e0 termica, dal diamante e dai metalli ad alta conduttivit\u00e0 termica fino alla bassissima conduttivit\u00e0 termica dei derivati del fullerene. Essenzialmente lo stesso metodo pu\u00f2 essere applicato a materiali sfusi, film sottili e singole interfacce. <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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