İnce bir filmi ve katı bir malzemeyi karakterize etme gereksinimleri bazı durumlarda önemli ölçüde farklılık gösterdiğinden, iki alan için farklı ölçüm teknikleri kullanılmalıdır.

İnce filmlerin termal iletkenliği ve elektriksel iletkenliği genellikle karşılaştırılabilir katı malzemelerden daha düşüktür. Örneğin, oda sıcaklığında 20 nm’lik bir Si filmin veya nanotelin termal iletkenliği lambda, katı, tek kristalli muadilinden beş kat daha düşük olabilir [1]. 100 nm kalınlığındaki bir altın film için de elektriksel ve termal iletkenliğin neredeyse yarı yarıya azaldığı gösterilmiştir [2]. Genel olarak, taşıma özelliklerinin sadece sıcaklığa değil, aynı zamanda kalınlığa da güçlü bir şekilde bağlı olduğu söylenebilir [3].

İletkenlikteki bu tür azalmalar genellikle iki orijinal nedene bağlanabilir. Bir yandan, kullanılan ince film sentez teknolojisi genellikle ince bir filmde daha büyük safsızlıklar ve kusurlarla sonuçlanır, bu da malzeme içinde daha fazla düzensizliğe ve tane sınırlarına yol açar, bu da daha fazla saçılmaya ve dolayısıyla termal iletkenliğin ve elektriksel iletkenliğin azalmasına neden olur. Buna ek olarak, atomik olarak mükemmel bir ince filmde de arayüzey saçılması ve fonon sızıntısı nedeniyle termal iletkenliğin azalması beklenir. Bununla birlikte, bu iki mekanizma düzlem içi ve düzlemler arası taşınımı farklı şekilde etkiler, böylece ince filmlerin taşınım özellikleri genellikle anizotropik davranış gösterir. Bu etki, ilgili katı malzeme izotropik davranış sergilese bile gözlemlenebilir.

[1] Li, Deyu, vd. “Bireysel silikon nanotellerin termal iletkenliği.” Applied Physics Letters 83.14 (2003): 2934-2936.

[2] Linseis, V., Völklein, F., Reith, H., Nielsch, K. ve Woias, P. 2018. Yeni bir ölçüm platformu ile karakterize edilen Au ve Ti nanofilmlerin termoelektrik özellikleri. Materials Today: Proceedings, ECT2017 Konferans Bildirileri.

[3] Linseis, V., Völklein, F., Reith, H., Hühne, R., Schnatmann, L., Nielsch, K. ve Woias, P. 2018. Yeni bir ölçüm platformu ile ölçülen _Bi87Sb13 nanofilmlerin kalınlık ve sıcaklığa bağlı termoelektrik özellikleri. Yarı İletken Bilimi ve Teknolojisi.