超薄介质膜热扩散率的测试研究

摘要

当薄膜的厚度小到一定程度后,它的热物理性质就会不同于相应的体材料,体现出微尺度特性.该论文从实验角度出发,采用交流量热法对二氧化硅、氮化硅和多晶硅薄膜的热扩散率进行研究.该文首先简要介绍了热传导的概念、微尺度判据的微尺度对宏传热理论的挑战;接着总结了两步模型、声子辐射传输模型、声子散射模型和热波模型等微观传热模型;然后介绍薄膜热扩散率的测量方法,重点是交流量热法的基本原理、实验中所用样品的设计和制备、实验装置以及主要仪器的工作原理;最后是实验数据的处理和对实验结果的分析.微尺度薄膜的热扩散率小于相应材料的热扩散率,而且随着膜厚的减小而减小,这在该论文中得到了证实,文中对此给予了定性的解释.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第一节引言

第二节热传导

第三节热传导的微尺度判据

第四节微尺度热传导中的挑战

第二章微观热传输模型

第一节两步模型

第二节声子散射模型

第三节声子辐射传输模型

第四节热波中的弛豫行为

第三章薄膜和多层材料热扩散率的测量

第一节测量热扩散率的方法

第二节交流量热法测薄膜的热扩散率

第四章样品的设计与制备

第一节样品的设计

第二节样品的制备和监测

第三节样品的后续处理

第五章实验装置

第一节激光器

第二节锁相放大器

第三节其它仪器

第六章数据处理与分析

第一节传感器的标定

第二节介质薄膜的测量结果

第三节实验结果分析

第七章结束语

参考文献

致谢