TF-LFA L54: 薄膜の熱分析のための周波数領域熱反射率
LINSEIS TF-LFA L54はレーザーを用いた先進的な測定システムです。 周波数領域熱反射率(FDTR)を 測定する先進的なレーザーベースの測定システムです。 薄膜 および多層構造の熱特性を非接触で測定します。
熱伝導率 熱伝導率, 熱拡散率熱拡散率 体積熱容量 熱伝導率 、熱拡散率、 熱膨張率 、体積 熱容量、熱極限伝導率など、わずか数ナノメートルの超薄層でも
TF-LFA L54は、研究およびハイエンドの産業用アプリケーション向けに設計され、卓越した感度、広い温度範囲（室温から500℃まで）、異方性、サンプルマッピング、光学的可視化のためのモジュラーオプションを兼ね備えています。
この革新的なシステムは、卓越した精度、安定性、柔軟性を備えているため、次の ような半導体の特性 評価に最適です。 半導体コーティング、熱電材料、LED、その他の先端薄膜技術の特性評価に最適です。
ユニークな特徴
光学技術アップデート
TF-LFA L54は、薄膜の非接触熱分析に 周波数領域熱反射率（FDTR）法を採用しています。
FDTR技術の最も重要な利点は以下の通りである。
- 非接触測定– 機械的な干渉を排除し、繊細なサンプルや微細なサンプルでも最高の精度を保証します。
- 高い周波数精度– さまざまな薄膜材料について、広い変調範囲での熱特性の測定が可能。
- 安定性の向上– 最適化されたオプティカルアライメントと自動フォーカシングにより、手動調整なしで再現性の高い結果を保証します。
- 広い測定範囲– 500 °Cまでの温度で、数ナノメートルから数マイクロメートルの厚さの層の分析が可能。
新しいハードウェア機能
高度な光学設計
TF-LFA L54は、変調ポンプレーザー（405 nm）と連続プローブレーザー（532 nm）による最先端のデュアルレーザー構成で、正確な励起と検出を行います。この最適化された構成により、極薄コーティングでも最大限の信号安定性と測定感度が得られます。
自動焦点調節
内蔵のオートフォーカスシステムは、測定中にレーザーの位置を連続的に最適化するため、手動による調整が不要で、どのサンプルに対しても再現性の高い結果を保証します。
サーマルマッピング機能
オプションのサンプルマッピングモードでは、サンプル表面の複数の点または領域で熱特性を分析できます。不均一な層の検査やコーティングの均一性のチェックに最適です。
統合カメラシステム
オプションのカメラモジュールは、測定エリアのライブビューを提供するため、レーザースポットの正確な位置決めとサンプル表面の目視検査が可能です。
リンク
Linseis Lab Linkは測定結果の不確実性を排除するための統合ソリューションを提供します。ソフトウェアを介して当社のアプリケーションエキスパートに直接アクセスすることで、正しい測定手順や結果の分析方法に関するアドバイスを受けることができます。この直接的なコミュニケーションは最適な結果を保証し、正確な分析と研究、スムーズなプロセスフローのための測定効率を最大化します。
ダブルレーザー構成
TF-LFA L54は、変調ポンプレーザー（405 nm）と連続プローブレーザー（532 nm）からなる高精度デュアルレーザー構成です。
この構成により、熱反射信号の安定した高分解能検出が可能になり、ナノメートル領域の極薄層でも正確な熱測定が可能になります。
自動光学アライメント
統合されたオートフォーカスとアライメントシステムは、動作中にレーザーの焦点を継続的に調整します。
これにより、手動校正が不要となり、一貫した測定条件、再現性の向上、オペレーターの影響の低減が実現します。
ハイグライト
包括的な熱特性評価：
- 熱伝導率、熱容量、熱拡散率、熱膨張率の測定。
- 隣接する2つの層間の熱的接触の判定。
異方性関数：
-
貫通方向（材料を貫通）と面内（レーザー励起に垂直）の両方の熱伝導率を測定するオプション機能。
広い温度範囲：
-
室温から500℃までの薄膜の熱特性を測定することができる。
サーマルイメージング：
-
オプションのサンプルマッピング機能により、サンプルの熱特性を表面の特定のエリアまたはポイントにわたって追跡することができ、均質性試験に最適です。
自動最適化とカメラオプション：
- レーザービームの自動最適化により、測定結果を改善します。
-
視覚情報を提供し、試料表面の関心点の選択を容易にする追加カメラオプション。
熱接触抵抗/導電値の測定：
-
試
料と表面、試料とトランスデューサー層など、2つの層間の熱接触の測定。
主な特徴
非接触光学測定
周波数領域熱反射率（FDTR）を使用するTF-LFA L54は、レーザーベースの精度で非接触熱分析を行い、高感度薄膜や微細構造に最適です。
包括的な熱特性評価
このシステムは、密度や熱容量を仮定することなく、熱伝導率、拡散率、発散率、体積熱容量、熱限界伝導率を同時に測定する。
自動フォーカスとアライメント
統合されたオートフォーカスシステムは、動作中にレーザーの位置を連続的に調整し、各サンプルの最大限の安定性、再現性、測定精度を保証します。
統合されたLINSEISプラットフォーム
統合されたLINSEISソフトウェアは、プロセスの信頼性と精度を最大限に高めるために、ハードウェアとソフトウェアを組み合わせた包括的なソリューションを提供します。標準化されたプラットフォームは、外部パートナーからのコンポーネントやデバイスのシームレスな統合を可能にし、特に堅牢で信頼性の高いシステム全体を実現します。
ご質問ですか？お電話ください！
+49 (0) 9287/880 0
月曜日から木曜日は午前8時から午後4時まで、金曜日は午前8時から午後12時までご利用いただけます。
私たちはあなたのためにここにいます！
仕様
超薄膜能力：10 nm～20 µmの層を分析可能
高温動作：制御された雰囲気下で500 °Cまで測定可能
広い測定範囲：熱伝導率0.01～2000W/m・K
最先端の薄膜分析用に開発された強力なTF-LFAをご覧ください：
- 測定方法：非接触レーザーベース熱分析用周波数領域熱反射率（FDTR）
- 解析されたパラメータ：熱伝導率、拡散率、熱膨張率、体積熱容量、界面伝導率
- オプティカルアライメント：デュアルレーザー構成、自動フォーカシングによる最高の安定性と精度
- 異方性オプション：多層および2次元材料の面内および面横断熱伝導率を測定します。
- サーマルマッピング：膜の均一性とコーティング品質を評価するための表面マッピングモード
異方性測定 – 全方向の熱伝導率
TF-LFA L54は、熱伝導率の異方性を正確に測定することができ、薄層および多層構造における面内および面横断の熱伝導を測定します。
この能力は、次のような先端材料に不可欠である。 半導体サーモエレクトロニクス、二次元結晶、バッテリー 電池部品熱の流れの方向が性能と信頼性に決定的な影響を与えるような場合です。
周波数領域熱反射率 周波数領域熱反射率(FDTR)を用いることで、非接触で方向特定のデータを極めて高い精度で得ることができ、研究者は複雑な異方性材料の熱挙動を完全に理解し、最適化することができます。
熱伝導率の異方性
最新のバッテリーや電子部品の開発では、熱の流れの方向が性能と安全性の決定的な要因となっている。
材料の熱伝導率は方向によって変化するため（異方性として知られる現象）、面内（表面に平行）と面外（表面に垂直）の熱輸送を区別することが重要です。
面内伝導率は、電池や半導体層全体の効率的な熱分布のために重要であり、低い面横断伝導率は、敏感な部品を保護するSiO₂薄膜のような熱バリアコーティングにおいて望ましい。
PdSe₂のような二次元材料は強い異方性を示し、エネルギー変換と高度な熱管理のための有望な機会を提供する。
これらの材料を十分に活用するためには、方向に依存した熱試験が不可欠である。
図2：厚さ297 nmのPdSe2の面外および面内の熱伝導率。
TF-LFAは、このような2次元材料の熱伝導率を両方向だけでなく、両方向から測定する可能性を提供します。
平面内外の主な方向（図2のbとc参照）だけでなく、表面の回転軸を横切る2つの方向でさえも
異なる結晶学的レベル。
*測定はフアン・セバスチャン・レパラズ博士によって行われた。
方法
周波数領域熱反射率（FDTR）
周波数領域熱反射率 周波数領域熱反射率(FDTR)技術は、薄膜の熱物理特性を測定するための光学的非接触法です。 薄膜および多層構造の熱物性を測定する光学的非接触法です。
ハーモニックモジュレーションされたレーザー励起に対する材料表面の熱反応を測定することで、機械的接触や破壊的な前処理なしに精密な分析が可能になる。
この方法では、ポンプ・レーザーが試料表面を周期的に加熱し、プローブ・レーザーが温度変動による反射率の微小な変化を検出する。
加熱と反応の間の位相シフトは、以下の詳細な情報を提供する。 熱伝導率, 熱拡散率熱拡散率 体積熱容量熱伝導率
周波数領域で信号を分析することにより、TF-LFA L54はパルス持続時間や光学アライメントに関連する実験誤差を排除し、高い測定安定 性と精度を保証します。
このため、FDTRは薄膜やコーティングに 理想的である、 半導体熱電材料や2次元構造など、従来の接触ベースの技術では限界に達するような場合に最適です。
TF-LFA L54の動作原理
TF-LFA L54は、周波数領域熱反射率（FDTR）法（レーザー変調と反射率測定に基づく完全光学非接触技術）を用いて、薄膜や多層構造の熱物性を測定します。
測定中、変調されたポンプ・レーザーが周期的に試料表面を加熱し、プローブ・レーザーがその結果生じる温度変動による微小な反射変化をモニターする。
熱励起と反射信号の間の位相シフトを高精度で記録し、周波数依存の熱輸送モデルを用いて解析した。
TF-LFA L54は、このデータを用いて、熱伝導率、拡散率、発散率、体積熱容量、熱限界伝導率などの重要なパラメータを計算します。
このアプローチは、従来の接触法が適さない場合でも、薄膜、コーティング、コーティング材料の正確で再現性のある非破壊的な特性評価を可能にする。
周波数領域熱反射率（FDTR）による測定変数
TF-LFA L54による薄膜分析の可能性：
- 熱伝導率 (λ)– 薄膜または多層膜が熱を伝導する能力を数値化したもの。
- 熱拡散係数（α）– 熱拡散係数（α）とは、熱の拡散の速さを表す。
- 体積熱容量（ρ-cp）– は、単位体積と温度変化あたりに蓄えられる熱量を示す。
- 熱貫流率（e）-フィルムがどれだけ効率よく周囲と熱交換するかを示す。
- 熱境界伝導率（TBC）-層間または界面間の熱伝達効率を測定する。
- 異方性伝導率– 異方性材料における面内伝熱と面横断伝熱を区別する。
- 温度依存性挙動-制御された雰囲気下での500℃までの特性変化の分析。
ご質問ですか？お電話ください！
+49 (0) 9287/880 0
月曜日から木曜日は午前8時から午後4時まで、金曜日は午前8時から午後12時までご利用いただけます。
私たちはあなたのためにここにいます！
TF-LFA L54の説明 - 機能、使用方法、性能
薄膜とは何か、どこで使われているのか？
薄膜：
薄膜とは、ナノメートルからマイクロメートルの厚さで表面に塗布される材料のことである。
薄膜の厚さや温度によって、その熱物性はバルク材料とは大きく異なる。薄膜は通常、半導体、LED、燃料電池、光学記憶媒体などに使用される。
薄膜の種類
- 薄膜：数nmからµmの層
- 特定の基板上に膜を成長させる
- 代表的なワックス脱毛のテクニック
- PVD（スパッタリング、熱蒸着など）
- CVD（PCVD, LPCVD, ALD）
- ドロップキャスティング、スピンコーティング、印刷
- 以下のような様々なタイプのフィルムがある。
- 半導体フィルム（熱電フィルム、センサー、トランジスタなど）
- 金属フィルム（接点として使用）
- 断熱層
- 光学コーティング
FDTRはTDTRとどう違うのですか？
当社の先進的なFDTR（周波数領域サーモフレクタンス）システムは、セットアップの最適化と測定の安定性の向上により、従来のTDTR（時間領域サーモフレクタンス）法よりも大きな利点を提供します。
プローブレーザーの調整が不要：TDTRの配置では、試料と試料の相対的な変化に伴うわずかな反射の変化により、プローブレーザーを調整する必要がありますが、当社のFDTRシステムではこの必要がありません。当社のシステムには自動焦点調整機能があり、試料の変化を考慮してプローブ・レーザーの焦点を継続的に調整するため、手動で調整することなく最適な測定条件を確保できます。
アライメントされたレーザー：FDTRシステムのレーザーは完全にアライメントされているため、プローブのレーザービームを調整する必要がありません。
より広い測定範囲：FDTRは測定範囲が広いため、ナノパルスTDTRセットアップを凌駕します。より薄いサンプル層や、より高い熱伝導率を持つ薄い層の測定が可能です。
仮定不要：当社の包括的な評価アルゴリズムにより、仮定なしで薄層を測定できます。必要なのはサンプルの厚さだけです。
利点がある：
- より広い測定範囲
- 取り扱いが容易
- より高い安定性
- より正確な結果
- 2つの熱接触抵抗の測定が可能
- レイヤー
- に関する仮定はない。
- シンナーの熱容量と密度
- サンプルフィルム
薄膜分析における多層試料とは？
多層サンプル
薄膜（半導体、金属、有機物、酸化物など）
基板（Si、Si3N4、石英ガラスなど）
3-ω法とサーモフレクション法（ポンププローブ法）の違いは何ですか？
3ω法は、金属ストリップを発熱体と温度センサーとして同時に機能させる電熱プロセスである。周波数ωの電流が周期的な加熱を引き起こし、その結果生じる3ωの電圧成分を用いて、基板上の薄層またはバルク材料の熱伝導率、拡散率、比熱を評価する。
これとは対照的に、サーモリフレクタンス／ポンプ・プローブ法（例えば、時間領域サーモリフレクタンス（TDTR）や周波数領域サーモリフレクタンス（FDTR））は、光学的かつ非接触である。変調またはパルス化されたポンプ・レーザーが試料を加熱し、プローブ・レーザーが反射率（サーモリフレクタンス）の変化をモニターすることで、温度ダイナミクスを追跡し、熱輸送特性を抽出する。
重要な相違点
- 表面品質とコーティングは重要である。ポンプ・プローブ技術は、金属トランスデューサ層（サーモリフレクタンス用）の塗布を必要とし、光学的に清浄な表面の恩恵を受ける。3-オメガは、構造化された金属発熱体を試料に使用する。
- 基板/コーティングの相互作用：3-Omegaでは、面内または面横断の測定に基板/フィルム上のヒーターを使用することが多い。
- 取り扱い：光学式は非接触測定が可能で、微小／薄層に適している。したがって、膜厚、基板／コーティング設計、表面処理に応じて選択する。
どのサンプルをどの技術で測定できるか？(製造方法、温度範囲、取り扱い、基板など)
異なる測定原理は、異なるサンプルタイプに適しています：
- 3-omega法：基板上の薄膜（膜厚はナノメートルからマイクロメートル）または構造化された発熱体を持つ体積基板に適している。ヒーター／センサーエレメントを取り付けることができれば、複数の蒸着プロセス（PVD、CVD、スピンコーティング）に対応。特殊なサンプル前処理と基板形状が必要な場合がある。
- 熱反射率（ポンププローブ / FDTR / TDTR）：PVD、CVD、ALD、スピンコーティング、ドロップキャストなどの技術で基板に塗布される超薄層（10 nm～ 数 µm）および多層スタックに最適です。例えばTF-LFA L54は、10 nm～～20 µmの層をサポートします。温度範囲：光学的手法の場合、測定温度は不活性、酸化性、還元性雰囲気下で室温から～500 °C（デバイスによって異なる）まで可能です。取り扱い：光学式では、清浄な表面、トランスデューサ層の蒸着、基板とフィルム間の良好な接触が必要。3-オメガでは、面内測定のために、構造化された発熱体と、場合によっては浮遊膜が必要となる。
- したがって、膜厚、基板の種類、温度範囲、必要な測定方向によって選択することになる。
インプレーンとクロスプレーン - どちらの技術がどのような用途に使用可能で、どちらの感度が高いのか？
- 面内測定とは、フィルムや基板の表面に平行な熱輸送を指す。
- クロスプレーン測定とは、フィルム／基板表面に垂直な方向（厚み方向）の熱輸送を指す。薄膜や多層構造では、異方性が生じることが多いため、両方の方向が重要になります。専門用語では
- 3-オメガは、面内測定とクロスプレーン測定の両方に設定できる。例えば、浮遊膜上の発熱体は面内データを提供し、ホイル＋基板上の差動3-オメガはクロスプレーンデータを提供する。
- サーモリフレクタンス（FDTR / TDTR）は、反射率の変化が表面に垂直な温度ダイナミクスをモニターするため、通常、面横断方向に非常に敏感である。したがって
- 熱反射法は、平面全体の正確な熱伝導率に特に効果的です。
- 面内測定では、3-オメガは依然として良い選択である（特に構造化フィルムや浮遊フィルム）。感度は、フィルムの形状、測定セットアップ、S/N比に依存する。
TF-LFA L54の価格は？
TF-LFA L54システムの価格は、温度範囲、オーブンタイプ、冷却シス テム、自動化機能、特殊な測定モードなど、選択された構成や追 加オプションによって異なります。
正確なお見積もりについては、お問い合わせフォームからお客様のご要望をお知らせください。
TF-LFA L54の納期は？
TF-LFA L54の納期は、選択されたオプションと構成に大きく依存します。特殊なオーブン、拡張温度範囲、自動化、カスタマイズなどの追加機能は、生産および準備時間を増加させるため、納期を延長する可能性があります。
個々の要件に基づく正確な納期の見積もりをご希望の場合は、お問い合わせフォームからご連絡ください。
ソフトウェア
価値を可視化し、比較可能にする
一般ソフトウェア
LINSEISの熱分析装置はすべてPC制御で、Microsoft® Windows®環境で動作します。
ソフトウェア・スイートは、温度制御、データ収集、データ解析の3つの直感的なモジュールに分かれており、セットアップから最終解析までのスムーズなプロセスを保証する。
LINSEISソフトウェアは、当社のアプリケーションスペシャリストと共同で開発されたもので、使いやすさ、データセキュリティ、日々の効率的な運用のための包括的な機能を兼ね備えています。
最も重要な機能は以下の通りである。
- MS® Windows™との完全な互換性
- 停電時の自動データ保護
- 進行中の測定をリアルタイムで評価
- 複数のデータセットの曲線比較と重ね合わせ
- ASCIIまたはExcel形式でのデータの保存、エクスポート、インポート
分析・測定ソフトウェア
評価ソフトウェアは、薄膜や多層システムの詳細な熱解析のための高度なツールを提供します。
多層熱輸送モデルを使用することで、熱伝導率、拡散率、発散率、体積熱容量を同時に決定し、各実験の接触抵抗の決定、感度の可視化、実現可能性試験も可能です。
測定ソフトウェアは、すべての測定パラメータを簡単でユーザーフレンドリーな入力で、完全自動運転を保証します。
正確な温度制御、再現性のある結果、最適化されたワークフロー（試験のセットアップから熱特性の完全な測定まで）を保証します。
LINSEIS サーマル・ライブラリー
LINSEISサーマルライブラリーソフトウェアパッケージは、ユーザーフレンドリーなLINSEIS Platinum評価ソフトウェアのオプションです。サーマルライブラリーを使用すれば、わずか1～2秒で数千の参考文献や標準物質を含むデータベースと完全な曲線を比較することができます。
マルチ楽器
LINSEISの全てのDSC, DIL, STA, HFM, LFAなどの装置はソフトウェアテンプレートで制御することができます。
多言語
私たちのソフトウェアは、ユーザーが変更できる多くの異なる言語で利用可能です：英語、スペイン語、フランス語、ドイツ語、中国語、韓国語、日本語など。
レポートジェネレーター
カスタマイズされた測定レポートを作成するための便利なテンプレート選択。
複数ユーザー
管理者は、デバイスを操作するための異なる権限を持つ異なるユーザーレベルを設定することができます。ログファイルもオプションで用意されています。
キネティック・ソフトウェア
DSC、DTA、TGA、EGAデータの速度論的分析（TG-MS、TG-FTIR）により、原料および製品の熱挙動を調査。
データベース
最新のデータベースにより、最大1000件のデータレコードを簡単に管理できる。
アプリケーション
薄膜 (Dünnschichten)
半導体、LED、燃料電池、光記憶媒体などの最新の薄膜システムでは、熱輸送特性がバルク材料とは大きく異なる。
熱伝導率の低下は、多くの場合、界面散乱、不純物、粒界、厚さ依存の挙動などの影響に起因する。
LINSEIS TF-LFA L54は、周波数領域熱反射率技術（FDTR）を採用し、数ナノメートルから数マイクロメートルの薄膜や多層構造の非接触高精度熱分析を可能にします。
熱伝導率、拡散率、発散率、体積熱容量、熱限界伝導率などの重要なパラメータを決定し、熱輸送、層界面、材料性能に関する重要な情報を提供する。
光学精度と高度なデータ評価モデルを備えたTF-LFA L54は、薄膜開発の研究や品質管理に理想的な装置であり、次世代材料やデバイスの熱管理を最適化します。
用途例：CVDダイヤモンド – 熱伝導性
リンゼスのレーザー周波数アナライザー(TF-LFA L54)は、周波数領域サーモリフレクタンス法を用いて熱挙動を評価し、効率的な熱放散が重要なアプリケーションの品質管理を確実にします。正確な熱伝導率測定は、粒径、純度、厚さなどが輸送特性に影響するため、ダイヤモンド試料の品質と性能を確認するために不可欠です。
CVDダイヤモンドの熱特性の測定。x軸はヘルツ単位で対数スケーリングした周波数を示し、y軸はポンプレーザーによる励起とプローブレーザーによる励起の間の位相シフトを示す。ここで、λは熱伝導率、αは熱伝導率、eは熱膨張率、TBCはトランスデューサ層（金）と試料（ダイヤモンド）の間の熱境界伝導率である。この熱伝導率によって、材料の組み合わせが互いにどれだけ熱交換できるかが決まります。
周波数領域熱反射率(FDTR)は、CVDダイヤモンドのような材料の熱伝導率を測定する方法として、特に高い空間分解能が不可欠な薄膜やマイクロスケールのサンプルで好まれています。Linseis Laser Frequency Analyser (TF-LFA)はこの目的に理想的なツールです。FDTRは、変調レーザーを使用して試料に局所的な加熱を引き起こし、材料の熱反射応答を測定します。
を異なる変調周波数で測定した。この技術を用いて、研究者はダイヤモンドとその界面を通る熱の流れをモデル化することにより、熱伝導率を決定することができる。
使用例：SiO2薄膜 504 nm
純粋な二酸化ケイ素（石英）の薄いガラス層は、保護層として、あるいは熱絶縁層や電子絶縁層として、半導体やエレクトロニクス産業でよく使用される。この例では、SiO2層をLinseisのTF-LFA装置で検査し、その熱特性を完全に評価しました。
使用例：窒化アルミニウム AIN
AlNは、センサーやマイクロエレクトロニクスの熱絶縁層や電子絶縁層としてよく使用される。このアプリケーションでは、TF-LFAを用いて層厚の関数としての熱特性を調べた。
十分な情報
