薄膜热导率测试系统

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薄膜热导率测试系统相关的厂商

  • 武汉嘉仪通科技有限公司 金牌2年
    400-860-5168转4256
    武汉嘉仪通科技有限公司是全球首家以薄膜物性检测作为战略定位，技术领先的中国国家级高科技企业。公司集研发、市场和技术服务于一体，相继被评为湖北省“百人计划”及武汉市政府“城市合伙人”企业。公司成立于2009年，总部位于中国光谷，专注于薄膜材料物理性能分析与检测仪器的自主研发， 并致力于为客户提供薄膜材料的热学和电学性能测试分析整体解决方案。　　嘉仪通科技始终坚持自主研发与技术创新，拥有世界级技术工程师研发团队，公司总部建有省级工程实验室，并在国内外建立了办事处以及联合实验室共享中心，包括中国的北京、上海、成都以及海外的美国硅谷、英国伦敦和印度新德里等地。未来几年，全球化的营销体系及客户服务网络将全面建成。　　目前，公司拥有自主研发和核心知识产权的产品体系，包括光功率热分析仪、相变温度分析仪、热电参数测试系统、薄膜热导率测试系统、霍尔效应测试系统、红外退火炉、液氮低温恒温器等序列产品，广泛应用于材料企业、大专院校、科研院所、航空航天、军工以及第三方检测机构等材料领域。同时，公司依托省工程实验室及联合实验室等共享平台的大数据分析，为全球用户的薄膜材料研究及战略方向提供理论依据与数据支撑。　　嘉仪通科技秉承技术创新、应用为上的价值理念，遵循“聚众之智，穷理致用”的原则，踏实做好每一款产品的创新研发，孜孜不倦的为广大客户提供最合适的产品与最好的服务！
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  • 武汉嘉仪通科技
    武汉嘉仪通科技有限公司成立于2009年，总部位于中国• 光谷，是以薄膜物性测量仪器和半导体工艺设备作为战略定位，实现技术自主创新的国家高新技术企业。公司集快速退火炉、霍尔效应测试仪、热电参数测试系统、热导率测试系统、相变温度分析仪、液氮低温恒温器、热膨胀系数测试系统和芯片热管理系统等物性检测仪器和半导体工艺设备的研发、市场和技术服务于一体，相继被评为湖北省“百人计划”及武汉市政府“城市合伙人”企业，并荣获“湖北省技术发明一等奖”，现建有省级工程实验室、新型研发机构以及市级企业技术中心平台。
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  • 上海依阳实业有限公司 铜牌9年
    400-860-5168转3383
    上海依阳实业有限公司（www.eyoungindustry.com）是材料物理性能测试技术及应用领域内的专业公司，代表了国内的领先水平，公司业务主要包括以下几方面的内容： 1. 制造生产各种具有标准测试方法的物理性能标准测试设备，根据新型测试方法制造各种物理性能非标测试系统，根据实际工程应用条件搭建模拟试验装置，进行各种试件和构件在不同环境条件下性能参数的准确测量和评价。同时还提供各种热流计、非标加热装置、高温炉和水冷装置。 2. 材料在各种环境条件下的物理性能测试分析：在超高温、变真空、低温深冷和各种实际工程应用条件下，针对金属、非金属材料、复合材料、固态、粉态、液态和相变态类等材料，进行材料物理性能参数随使用环境变化的测试方法研究、热分析模拟计算、提供材料试样测试服务和测试设备比对校准服务。具有国内领先的超高温3000℃物理性能测试（热导率、热扩散率、热膨胀、动态弹性模量、电阻率、热辐射系数和微波介电性能等）、超高热导率测试、超低热导率、超低热膨胀测试、纤维和薄膜物理性能测试、材料高温相变和分解过程中的热性能测试等多项成熟技术。 3. 制造生产各种小型热工试验装置，如热阻式热流计、高温砂浴、非标异型加热装置、高温炉和水冷装置等。 4. 进行各种静态和动态过程的有限元热分析计算，为用户的优化和设计服务。 另外上海依阳公司还提供以下服务内容： 1. 提供及时的售前和售后技术服务和技术咨询，为用户提供测试方案、实施方案、研究方案和配套仪器选型。 2. 定期为测试仪器提供传感器更换、拆卸校准服务。 3. 提供用户非标测试设备的定制服务、研究项目的合作申报和实施以及测试方法的编写和制订。 4. 提供旧物性测试仪器和设备的升级改造服务和计算机自动化测控改造。
    主营产品： 导热仪   热膨胀仪   真空计   差示扫描量热仪  
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薄膜热导率测试系统相关的仪器

  • 纳米薄膜热导率测试系统 400-860-5168转0980
    纳米薄膜热导率测试系统-TCN-2ω— 薄膜材料的热导率评价将变得为简便日本Advance Riko公司推出的纳米薄膜热导率测试系统是使用2ω方法测量纳米薄膜厚度方向热导率的商用系统。与其他方法相比，样品制备和测量为简单。纳米薄膜热导率测试系统特点：1. 在纳米尺度衡量薄膜的热导率开发出的监测周期加热过程中热反射带来的金属薄膜表面温度变化的方法，通过厚度方向上的一维热导模型计算出样品表面的温度变化，为简便的衡量厚度方向上热导率。（日本：5426115）2. 样品制备简单不需要光刻技术即可将金属薄膜（1.7mm×15mm×100nm）沉积在薄膜样品上。纳米薄膜热导率测试系统应用：1. 热设计用薄膜热导率评价的优先选择。low-k薄膜，有机薄膜，热电材料薄膜2. 可用于评价热电转换薄膜纳米薄膜热导率测试系统测量原理：当使用频率为f的电流周期加热金属薄膜时，热流的频率将为电流频率的2倍（2f）。如果样品由金属薄膜（0）-样品薄膜（1）-基体（s）组成（如图），可由一维热导模型计算出金属薄膜上表面的温度变化T(0)。假设热量全部传导到基体，则T(0)可由下式计算：（λ/Wm-1K-1，C/JK-1m-3，q/Wm-3，d/m，ω（=2πf）/s-1）式中实部（同相振幅）包含样品薄膜的信息。如热量全部传导到基体，则同相振幅正比于(2 ω)0.5，薄膜的热导率（λ1）可由下式给出：（m：斜率，n：截距）纳米薄膜热导率测试系统参数：1. 测试温度：室温2. 样品尺寸：长10～20mm，宽10mm 厚0.3～1mm（含基体）3. 基体材料：Si（推荐） Ge，Al2O3（高热导率）4. 样品制备：样品薄膜上需沉积金属薄膜（100nm） （推荐：金）5. 薄膜热导率测量范围：0.1～10W/mK6. 测试氛围：大气设备概念图样品准备纳米薄膜热导率测试系统测试数据：Si基底上的SiO2薄膜（20-100nm）测量结果d1 / nm 19.9 51.0 96.8 λ1/ W m-1 K-1 0.82 1.03 1.20 发表文章1. K. Mitarai et al. / J. Appl. Phys. 128, 015102 (2020) 2. M. Yoshiizumi et al. / Trans. Mat. Res. Soc. Japan 38[4] 555-559 (2013)
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    厂商： QUANTUM量子科学仪器贸易（北京）有限公司
    品牌： ADVANCE RIKO
    型号： TCN-2&#969
    价格： 面议
  • 纳米薄膜热导率测试系统-TCN-2ω 400-860-5168转6134
    纳米薄膜热导率测试系统-TCN-2ω— 薄膜材料的热导率评价将变得为简便日本Advance Riko公司推出的纳米薄膜热导率测试系统是使用2ω方法测量纳米薄膜厚度方向热导率的商用系统。与其他方法相比，样品制备和测量为简单。纳米薄膜热导率测试系统特点：1. 在纳米尺度衡量薄膜的热导率开发出的监测周期加热过程中热反射带来的金属薄膜表面温度变化的方法，通过厚度方向上的一维热导模型计算出样品表面的温度变化，为简便的衡量厚度方向上热导率。（日本：5426115）2. 样品制备简单不需要光刻技术即可将金属薄膜（1.7mm×15mm×100nm）沉积在薄膜样品上。纳米薄膜热导率测试系统应用：1. 热设计用薄膜热导率评价的优先选择。low-k薄膜，有机薄膜，热电材料薄膜2. 可用于评价热电转换薄膜纳米薄膜热导率测试系统测量原理：当使用频率为f的电流周期加热金属薄膜时，热流的频率将为电流频率的2倍（2f）。如果样品由金属薄膜（0）-样品薄膜（1）-基体（s）组成（如图），可由一维热导模型计算出金属薄膜上表面的温度变化T(0)。假设热量全部传导到基体，则T(0)可由下式计算：（λ/Wm-1K-1，C/JK-1m-3，q/Wm-3，d/m，ω（=2πf）/s-1）式中实部（同相振幅）包含样品薄膜的信息。如热量全部传导到基体，则同相振幅正比于(2 ω)0.5，薄膜的热导率（λ1）可由下式给出：（m：斜率，n：截距）纳米薄膜热导率测试系统参数：1. 测试温度：室温2. 样品尺寸：长10～20mm，宽10mm 厚0.3～1mm（含基体）3. 基体材料：Si（推荐） Ge，Al2O3（高热导率）4. 样品制备：样品薄膜上需沉积金属薄膜（100nm） （推荐：金）5. 薄膜热导率测量范围：0.1～10W/mK6. 测试氛围：大气设备概念图样品准备纳米薄膜热导率测试系统测试数据：Si基底上的SiO2薄膜（20-100nm）测量结果d1 / nm 19.9 51.0 96.8 λ1/ W m-1 K-1 0.82 1.03 1.20 发表文章1. K. Mitarai et al. / J. Appl. Phys. 128, 015102 (2020) 2. M. Yoshiizumi et al. / Trans. Mat. Res. Soc. Japan 38[4] 555-559 (2013
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    厂商： 南通宏腾微电子技术有限公司
    品牌： ADVANCE RIKO
    型号： TCN-2ω
    价格： 面议
  • 面内热导率测试系统 AU-TRSD103 400-860-5168转2831
    面内热导率测试系统 AU-TRSD103面内热导率测试系统 AU-TRSD103简介：面内热导率测试系统 AU-TRSD103 基于“泵浦-探测”原理，结合了频域热反射、空间域热反射、稳态温升法、方脉冲热源法的优点，具有强大的热物性综合测试能力，能够测量从薄膜到块体材料的热导率、比热容和界面热阻。系统自动化程度高，操作简便，特别利于大批量快速测量。&bull 可测参数多&bull 可测范围广&bull 测量精度高&bull 操作简便&bull 支持定制&bull 终身技术支持 面内热导率测试系统 AU-TRSD103基本原理：基于光学的交流量热法&bull 样品表面镀100 nm厚的金属膜做温度传感层；&bull 经调制的泵浦光周期性加热样品；&bull 探测光测量距离泵浦光不同位置处的温度响应的幅值与相位；&bull 由相位差信号和归一化幅值信号同时拟合样品面内热导率和光斑尺寸；&bull 热导率测量误差≤ 5%，光斑尺寸测量误差≤ 2%。100 nm Ti/silica：面内热导率测试系统 AU-TRSD103亮点1. 泵浦与探测光均采用连续激光，极大地降低了系统成本；2. 无需修正泵浦光的参考相位，使得操作更简单，测量更可靠；3. 采用平衡探测器，极大减小了低频噪音，加快了数据采集速度，完成一个样品的测量仅需≤ 2分钟；4. 独特的数据分析方法能同时拟合光斑尺寸，降低了光斑尺寸误差对测量结果的影响；5. 独特的数据分析方法使得测量信号仅对待测样品的面内热导率和比热容敏感，而无需准确知道金属传感层的参数或样品的纵向热导率，因此极大提高了测量精度；6. 可测的面内热导率范围不受限制；7. 采用微米级的光斑尺寸，因此可测径向尺寸为亚毫米级别的小尺寸样品。面内热导率测试系统 AU-TRSD103应用领域：①材料研究与开发②能源领域③电子器件研究…… 标配系统测量能力：1. 无需知道样品的纵向热导率，可独立测量样品的面内各向异性热导率张量，面内热导率测量范围0.5 &minus 5000 W/(mK)，测量误差≤ 5%；2. 无需知道样品的比热容，可独立测量样品的平均热导率，测量范围0.05 &minus 5000 W/(mK)，测量误差≤10%；3. 对各向同性样品，可同时测量其热导率与体积比热容，热导率测量范围0.05 &minus 5000 W/(mK)， 比热容测量范围0.1 &minus 10 MJ/(m³ K)，测量误差≤ 10%；4. 可测薄膜样品从100 nm到无限厚；5. 可测小尺寸样品，径向直径≥ 0.05 mm；6. 要求样品表面粗糙度≤ 15 nm。升级系统额外测量能力：7. 热导率和比热容的成像，分辨率达1 μm；8. 界面热阻测量 系统基本情况：1. 系统占光学桌面积60 cm X 60 cm，封装于黑匣中，防尘又安全。2. 自动化实验测量，全程软件操作，无需开箱进行复杂的手动调节。3. 双色泵浦-探测系统，标配的探测光波长为785 nm。4. 泵浦光调制频率的标配范围为DC-5 MHz，可升级到50 MHz或150 MHz。5. 采用平衡光电探测器提高信噪比，加快数据采集速度。6. 自动校准泵浦相位（仅频域热反射法需要）和探测光的噪音。7. ccd 显微成像系统清楚观察样品表面和光斑位置。 系统配置：电源需求：110/220 VAC, 50/60 Hz, 15 Amp激光波长：泵浦638 nm，探测785 nm（标配，可根据用户需求选配）激光功率：泵浦100 mW，探测20 mW（标配，可根据用户需求选配）调制频率范围：标配DC-5 kHz，可升级到5 MHz、50 MHz或200 MHz显微镜头：标配10x，对应激光光斑1/e² 直径约～15μm，可增配50x，20x，5x，2x镜头及自动切换模块样品聚焦：标配手动调节，可增配PID反馈调节自动聚焦 模块测温范围：标配室温，可增配80-500 K、300-1200 K、4-300 K等不同温区的变温模块热物性扫描：标配无，可选配，扫描范围200μm×200μm，步进分辨率1 nm显微成像：标配，可观察样品表面状况及激光光斑位置软件：全自动数据测量与分析处理、数据导出、报告生成 测量要求：首先要确定样品的金属传感层的金属材料在SDTR的探测光束的波长处有较高的热反射系数，对于常见的金属材料的热反射系数见下图(b)；同时还要考虑传感层的金属材料对SDTR泵浦光有较高的吸收系数(a)。图：常见金属材料对光的吸收系数(a)和热反射系数(b)对于SDTR的样品还要保证表面光滑均匀，这样不仅方便照射至样品的探测光束能更好地被反射至探测器中，还能使在SDTR同一次测试扫描的空间范围内不会因表面粗糙度的不均匀而带来较大的数据误差，至少保证在一次的SDTR测试的扫描空间范围内的粗糙度是均匀的；这也限制了样品的理论尺寸下限，该范围的大小跟聚焦在样品处的光斑大小相关，例如泵浦和探测光斑直径若为10μm，则该范围约为直径100μm的圆形区域，但为了方便样品的放置实际测试样品的大小可根据需求可更大，但不能小于该尺寸下限。 此外对于样品的金属传感层的热导率也有要求，如果金属传感层具有比样品层高很多的热导率，热量将在传播到样品之前就在金属层的面内热传导，而不是样品层。在这种情况下，相位对金属层面内热导率的敏感度会增加，而对样品层的面内热导率的敏感度将降低。所以不利于面内热导率的测量，会导致测量结果与实际的有较大的差异。如果要保证对样品的面内热导率较高的测量精度（或者较高的敏感性），则建议金属层的热导率不高于样品层的10倍，这限制了对于某一种金属作为传感层时能测得的样品层热导率下限，比如以Al膜(240W/(Km))作为传感层时测试样品的的热导率建议不低于24W/(Km)；如果要测试热导率低于该值的样品建议更换较低热导率的传感层，并且尽可能保证其他对于样品传感层的要求(例如较高的探测光波长热反射系数和泵浦光波长的吸收系数、粗糙度)。 应用案例： 光学交流量热法测量面内热导率可测热导率范围1~2000 W/(mK)，误差均小于5%以蓝宝石、单晶 硅为例：&bull 测得蓝宝石热导率为= 38 ± 1.49 W/(mK)，误差为3.9%&bull 测得单晶硅热导率为= 147 ± 4.88 W/(mK)，误差为3.3% 光学交流量热法测量面内各向异性热导率张量 面内各向异性材料以石英晶体为例：&bull 光学交流量热法不要求激光光斑有严格的圆度即能准确测量面内热导率张量，相较于文献中较新的光斑偏移频域热反射法(BO-FDTR)*测量更准确可靠。*L. Tang and C. Dames, Int. J. Heat Mass Transfer 164, 120600 (2021).关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学 、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。
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    厂商： 上海昊量光电设备有限公司
    品牌： 昊量/auniontech
    型号： 热学性能测量
    价格： 面议
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薄膜热导率测试系统相关的资讯

  • 金刚石薄膜热导率测量的难点和TDTR解决方案
    金刚石薄膜热导率测量的难点和TDTR解决方案金刚石从4000年前，印度首次开采以来，金刚石在人类历史上一直扮演着比其他材料引人注意的角色，几个世纪以来，诚勿论加之其因稀缺而作为财富和声望象征属性。单就一系列非凡的物理特性，例如：已知最硬的材料，在室温下具有最高的热导率，宽的透光范围，最坚硬的材料，可压缩性最小，并且对大多数物质是化学惰性，就足以使得其备受推崇，所以金刚石常常被有时被称为“终极工程材料”也不那么为人惊讶了。一些金刚石的物理特性解决金刚石的稀缺性的工业方案：金刚石的化学气相沉积（CVD）高温高压但是因为大型天然钻石的成本和稀缺性，金刚石的工业化应用一致非常困难。200 年前，人们就知道钻石是仅由碳组成（Tennant 1797），并且进行了许多尝试以人工合成金刚石，作为金刚石在自然界中最常见的同素异构体之一的石墨，被尝试用于人造金刚石合成。虽然结果确被证明其过程是非常困难因为石墨和金刚石虽然标准焓仅相差 2.9 kJ mol-1 （Bundy 1980），但因为一个大的活化势垒将两相隔开，阻止了石墨和金刚石在室温和大气下相互转化。有趣的是，这种使金刚石如此稀有的巨大能量屏障也是金刚石之所以成为金刚石的原因。但是终究在1992年，一项称之为HPHT（high-pressure high-temperature）生长技术的出现，并随着通用电气发布为几十年来一直用于生产工业金刚石的标准技术。在这个过程中，石墨在液压机中被压缩到数万个大气压，在合适的金属催化剂存在下加热到 2000 K 以上，直到金刚石结晶。由此产生的金刚石晶体用于广泛的工业过程，利用金刚石的硬度和耐磨性能，例如切割和加工机械部件，以及用于光学的抛光和研磨。高温高压法的缺点是它只能生产出纳米级到毫米级的单晶金刚石，这限制了它的应用范围。直到金刚石的化学气相沉积（CVD）生产方法以及金刚石薄膜的出现，该金刚石的形式可以允许其更多的最高级特性被利用。金刚石的化学气相沉积（CVD）生产方法相比起HPHT 复制自然界金刚石产生的环境和方法，化学气相沉积选择将碳原子一次一个地添加到初始模板中，从而产生四面体键合碳网络结果。化学气相沉法，顾名思义，其主要涉及在固体表面上方发生的气相化学反应，从而导致沉积到该表面上。下图展示了一些比较常见的制备方法金刚石薄膜一旦单个金刚石微晶在表面成核，就会在三个维度上进行生长，直到晶体聚结。而形成了连续的薄膜后，生长方向就会会限定会向上生长。因此得到的薄膜是具有许多晶界和缺陷的多晶产品，并呈现出从衬底向上延伸的柱状结构。不过，随着薄膜变厚，晶体尺寸增加，而缺陷和晶界的数量减少。这意味着较厚薄膜的外层通常比初始形核层的质量要好得多。下文中会提到的在金刚石薄膜用作热管理散热器件时，通常将薄膜与其基材分离，最底部的 50-100 um 是通过机械抛光去除。尽管如此，在 CVD 过程中获得的金刚石薄膜的表面形态主要取决于各种工艺条件，导致其性能表现个不一致，相差很大。这也为作为散热应用中的一些参数测量，例如热导率等带来了很大挑战。金刚石薄膜的热管理应用金刚石薄膜在作为散热热管理材料应用时，有着出色的前景，与此同时也伴随着巨大挑战。一方面，而在热学方面，金刚石具有目前所知的天然物质中最高的热导率（1000~2000Ｗ/(mK )），比碳化硅（SiC）大4倍，比硅（Si）大13倍，比砷化稼（GaAs）大43倍，是铜和银的4~5倍，目前金刚石热沉片大有可为。下图展示了常见材料和金刚石材料的热导率参数：另一方面，但人造金刚石薄膜的性能表现，往往远远低于这一高水平。并且就日常表现而言，现代大功率电子和光电器件（5G应用，半导体芯片散热等）由于在小面积内产生大量热量而面临严重的冷却问题。为了快速制冷，往往需要一些高导热性材料制成的散热片/散热涂层发热端和冷却端（散热器，风扇，热沉等等）CVD 金刚石在很宽的温度范围内具有远优于铜的导热率，而且它还具电绝缘的优势。早在1996年沃纳等人就在可以使用导热率约为 2 W mm-1 K-1 的大面积 CVD 金刚石板用于各种热管理应用。 包括用于集成电路的基板（Boudreaux 1995），用于高功率激光二极管的散热器（Troy 1992），甚至作为多芯片模块的基板材料（Lu 1993）。从而使得器件更高的速度运行，因为设备可以更紧密地安置而不会过热。 并且设备可靠性也有望提高，因为对于给定的器件，安装在金刚石上时合流合度会更低。比起现在流行的石墨烯，金刚石也有着其独特优势。飞秒高速热反射测量（FSTR）在CVD金刚石薄膜热学测量中的应用挑战金刚石薄膜的热导率表征不是一个简单的问题，特别是在膜层厚度很薄的情况下美国国防部高级研究计划局（DARPA）的电子热管理金刚石薄膜热传输项目曾经将将来自五所大学的研究人员聚集在一起，全面描述CVD金刚石薄膜的热传输和材料特性，以便更好地进一步改善热传输特性，可见其在应用端处理优化之挑战。而这其中，用于特殊需求材料热导率测量的飞秒高速热反射测量（FSTR）（又叫飞秒时域热反射（TDTR）测试系统）发挥了极其重要的作用，它在精确测量通常具有高表面粗糙度的微米厚各向异性薄膜的热导率的研究，以及在某些情况下，CVD金刚石薄膜的热导率和热边界改善研究，使其对大功率电子器件的热管理应用根据吸引力的研究上发挥了决定性指导作用。常见的材料热学测试方法，包括闪光法（Laser Flash），3-Ω法，稳态四探针法，悬浮电加热法，拉曼热成像法，时域热反射法（TDTR）等。而对于CVD金刚石薄膜的热学测量，受限于在过程中可能需要多层解析、精细的空间分辨率、高精度分析，以及解析薄膜特性和界面的能力，飞秒高速热反射测量（FSTR）（又叫飞秒时域热反射（TDTR）测试系统）已成为为过去十年来最普遍采用的的热导率测量方法之一。飞秒高速热反射测量（FSTR）飞秒高速热反射测量（FSTR），也被称为飞秒时域热反射（TDTR）测量，被用于测量0.1 W/m-K至1000 W/m-K，甚至更到以上范围内的热导率系统适用于各种样品测量，如聚合物薄膜、超晶格、石墨烯界面、液体等。总的来说，飞秒高速热反射测量（FSTR）是一种泵-探针光热技术，使用超快激光加热样品，然后测量其在数ns内的温度响应。泵浦（加热）脉冲在一定频率的范围内进行调制，这不仅可以控制热量进入样品的深度，还可以使用锁定放大器提取具有更高信噪比的表面温度响应。探测光（温度感应）脉冲通过一个机械级，该机械级可以在0.1到数ns的范围内延迟探头相对于泵脉冲的到达，从而获取温度衰减曲线。如上文提到，因为生长特性，导致典型的金刚石样品是粗糙的、不均匀的和不同厚度特性的这就为飞秒高速热反射测量（FSTR）的CVD 金刚石薄膜热学测量带来了一些挑战。具体而言，粗糙表面会影响通过反射而来的探测光采集，且过于粗糙导致实际面型为非平面，这对理论热学传递建模分析也会引入额外误差，在某些情况下，可以对样品进行抛光以降低表面粗糙度，但仍必须处理薄膜的不均匀和各向性质差异。对于各向异性材料，存在 2D 和 3D 各向异性的精确解析解，但这使得热导率和热边界电阻的确定更加困难，并且具有额外的未知属性。即使样品中和传导层铝模之间总是存在未知的边界热阻，但是通常使用单个调制频率可以从样本中提取两个未知属性，这意味着在大多数情况下测量可以提取层热导率。然而，对于金刚石样品，样品内纵向和横向热导率是不同的，这意味着需要额外的测量来提取这两种特性；这可以通过改变一些系统参数来实现校正，参见系统参数描述（详情联系请上海昊量光电）。另一个困难是确定金刚石 CVD 的热容量，根据生长质量和样品中存在的非金刚石碳（NDC）的数量，生长出来的金刚石的热容量值相差极大。在这种情况下对于5 um的金刚石薄膜，测量将完全穿透金刚石样品，抵达样品到下面的基底材料（上图不同情况下的金刚石薄膜TDTR测量分析手段将会有很大不同）这使得测量对金刚石-基底边界电阻也很敏感。这意味着测量可能总共有五个未知参数：1）铝膜-金刚石间边界热阻，2）金刚石内横向热导率，3）金刚石内纵向热导率，4）金刚石热容量，5）金刚石-基底材料间边界热阻即使结合一定分析处理手段，见设备说明（详情联系请上海昊量光电），准确提取所有未知参数也很困难。一些常见影响样品尺寸确认 测量相对于样本尺寸的采样量很重要；飞秒高速热反射测量（FSTR）通常是基于标准体材料传热建模，而现在一些测量的块体材料样品越来越小，对于高质量的单晶半导体，基于块体材料的传热模型分析假设是有效的，但是对于更多缺陷和异质材料，例如 CVD 金刚石，这个假设就只是一个近似值。纵向均匀性通常而言，金刚石生长过程中，颗粒梯度会非常大，这也可能会导致热导率梯度非常大。此外，非金刚石碳（NDC，non-diamond carbon）含量、晶粒尺寸或表面粗糙度的局部变化也可能影响热导率的局部测量。TDTR测量中，可以 通过控制调制频率，从而实现加热深度控制，从而实现采样深度控制（详细技术讨论联系请上海昊量光电）对于不同热导率样品和不同加热频率，测量薄膜中采样 可能从1-2 um 到 20 um 不等 （相对应的，薄膜厚度超过300微米）其他更多 挑战和技术细节，受限于篇幅，将在后续更新继续讨论，如您有兴趣就相关设备和技术问题进行交流，可联系上海昊量光电获取更多信息。关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是目前国内知名光电产品专业代理商，也是近年来发展迅速的光电产品代理企业。除了拥有一批专业技术销售工程师之外，还有拥有一支强大技术支持队伍。我们的技术支持团队可以为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等工作。秉承诚信、高效、创新、共赢的核心价值观，昊量光电坚持以诚信为基石，凭借高效的运营机制和勇于创新的探索精神为我们的客户与与合作伙伴不断创造价值，实现各方共赢！
    时间： 2022-08-09
    作者： 昊量光电
  • 重磅 | 国内首家薄膜材料测试服务平台在中国光谷成立
    近日，国内首家薄膜材料测试服务平台——武汉光谷薄膜测试服务有限公司在中国光谷正式批复成立！ 该服务平台为嘉仪通科技的全资子公司，依托于功能薄膜材料物理性能检测技术湖北省工程实验室和武汉市工程技术研究中心，将为全国各大专院校、科研院所、材料企业、钢铁、汽车制造、航空航天、军事科研单位、第三方检测机构、出入境海关检测等单位提供专业的材料样品制备和测试服务，以及技术委托开发、培训等其他相关服务！一、样品制备和加工 众所周知，材料样品的制备和加工是一个非常复杂和繁琐的精细活。武汉光谷薄膜测试服务公司为广大客户的薄膜材料性能检测提供制样准备服务，以满足仪器的检测需要。该测试服务平台拥有薄膜制备仪器：磁控溅射镀膜仪、离子束溅射镀膜系统。可以制备各种薄膜：陶瓷氧化物、氮化物膜、金属多层膜，以及各种超晶格；同时，可合成纳米管、纳米粉末，以及量子点。精密切割机、研磨抛光机、光刻机对块体和薄膜样品表面进行微加工处理，满足不同的测样要求。 某薄膜材料的制备工艺流程二、材料物理性能的分析与检测 作为薄膜材料物理性能的领跑者，嘉仪通科技旗下的测试服务平台，不仅可以解决材料制样难的烦恼，而且可以解决没有合适的仪器测试最新研发新材料的烦恼！可测试各类新材料尤其是薄膜材料的相变温度、热膨胀系数、Seebeck系数、电导率、热导率、载流子浓度、迁移率、霍尔系数等一系列重要参数。薄膜热导率的测试实例三、产品试用与购买 除了为广大客户提供块体、薄膜等新材料的制样和分析测试，解决样品制备和实际测试的烦恼，嘉仪通还为广大材料科研机构和个人提供免费产品试用服务，进一步打消对嘉仪通产品性能的疑虑，用实际测试数据来赢得消费者的信赖！嘉仪通产品免费试用政策 此外，嘉仪通还拥有分析和测试材料热学、电学、磁学、光学、电学等方面物理性能重要参数的一系列优质产品。只要您是做材料物理性能分析领域相关研究的，总有一款好的产品适合您！嘉仪通部分序列产品
    时间： 2018-10-18
    作者： 嘉仪通
  • 校企合作“薄膜材料热特性测试技术及仪器”通过鉴定
    p　　2018年4月25日，由中国真空学会组织，华中科技大学“长江学者”缪向水教授团队和武汉嘉仪通科技有限公司共同完成的“薄膜材料热特性测试技术及仪器”科技成果鉴定会在武汉举行。/pp　　会议由中国真空学会常务副秘书长刘锋主持，鉴定委员会主任由武汉理工大学张联盟院士担任，清华大学潘峰教授、浙江大学韩高荣教授、中国计量科学研究院任玲玲研究员、哈尔滨工业大学朱嘉琦教授、华南理工大学曾德长教授、湖北省质量技术监督局特种设备检验检测研究院吴遵红研究员等作为专家共同参加此次成果鉴定会。/pp　　新材料是国家重点部署的五大颠覆性技术领域，颠覆性的新材料迫切需要颠覆性的测试技术，我国2万亿新材料产业的蓬勃发展催生了巨大的材料检测仪器需求。而薄膜化是当前新材料产业的发展趋势，随着薄膜厚度逐渐减小到纳米尺度，传统的热特性测试仪器对纳米尺度薄膜材料的热特性测试束手无策。/pp　　华中科技大学和武汉嘉仪通科技有限公司经过七年的努力，以“薄膜材料热特性测试技术及仪器”为主攻方向，突破了传统热分析仪器的对低维材料热特性检测的限制，成功研制出薄膜材料的相变温度、热膨胀系数、热导率及塞贝克系数等一系列热特性测试技术和仪器，并已销售百余台，在三十多家单位实现了示范应用，且出口至美国、英国等海外市场，带来了较好的经济效益。项目共获授权专利25项，仪器荣获“湖北省十大科技事件”、“武汉市最具影响力十大科技事件”等奖励。美国陶瓷学会官方网站首页刊登了采用该项目技术开发的薄膜热分析仪器宣传片，并报道“获得了一个看似不可能的实验数据”。其测试方法被材料领域国际权威杂志及学者多次引用。/pcenterimg alt="点击查看高清原图" src="http://news.cjn.cn/sywh/201805/W020180502367289833941.jpg" height="363" width="550"//centerp　　25日一大早，任玲玲研究员和吴遵红研究员便来到现场，对本次鉴定成果的4款仪器的各项指标进行现场测试，并出具测试报告。下午15:00会议正式开始。会议首先由中国真空学会常务副秘书长刘锋宣读了此次鉴定会的批复文件和鉴定委员会专家名单。随后，项目负责人缪向水教授从薄膜材料热特性测试的背景、现状、发明的技术原理、核心专利、与现有仪器的性能对比以及项目产业化后产生的经济社会效益等方面，向各位专家进行了详细汇报，得到专家组成员的一致认可。随后项目组成员童浩老师宣读了查新结论，测试小组组长任玲玲研究员介绍了鉴定项目的测试结果，用户代表介绍了鉴定项目在公司的应用情况。/pcenter style="text-align: center "img alt="点击查看高清原图" src="http://news.cjn.cn/sywh/201805/W020180502367289840563.jpg" height="383" width="550"//centerp　　项目汇报结束后，专家委员会成员现场考察项目成果，听取了项目组成员对项目技术原理、研发过程以及应用情况的讲解。张联盟院士和专家们对本项目在低维材料热特性检测方面的创新工作表示高度赞赏，认为非常巧妙，并给出了非常好的建议。此后，项目负责人缪向水教授及项目组成员就各位专家提出的疑问给予了详细解答。/pcenterimg alt="点击查看高清原图" src="http://news.cjn.cn/sywh/201805/W020180502367289841396.jpg" height="363" width="550"//centerp　　最后鉴定委员会一致认为“该成果创新突出，整体处于国际先进水平，在纳米级薄膜的相变温度测试以及薄膜面内热导率测试等方面达到国际领先水平。”并一致同意通过鉴定。/p
    时间： 2018-05-03
    作者： 阳离子
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  • 低温变真空环境下隔热材料热导率测试方案研究

    低温变真空环境下隔热材料热导率测试方案研究

    空间飞行器所用的各种隔热材料常会遇到各种不同的使用环境。针对特定的使用环境，如环境气压范围200～1400Pa、环境温度-80～25℃、环境气体分别是氮气和二氧化碳气体，开展了相应的变温变真空的隔热材料导热系数准确测试的可行性方案研究。1. 测试项目内容测试气凝胶类隔热材料在不同温度和不同真空度条件下的热导率。具体测试条件如下：（1）材料热导率约0.015W/mk，甚至更低；（2）测试环境气压范围200~1400Pa；测试温度范围-80~25℃；（3）测试环境气体成分分别是氮气和二氧化碳气体。2. 测试方案和相关设备2.1. 测试方案（1）针对项目中的低温环境，拟采用现有的低温热辐射和热导率测试系统来实现。（2）针对项目中的气压恒定控制，拟借用相应的高精度真空度控制系统来实现。（3）针对项目中低热导率材料，拟采用现有的瞬态平面热源法热导率测试系统进行测试。2.2. 相关试验装置低温变真空环境下材料热导率测试主要采用了低温热辐射与热导率测试系统。对于低温热导率测试，所涉及的装置有低温真空腔体、真空度控制系统和瞬态平面热源法热导率测试系统。2.2.1. 低温真空腔体低温真空腔体是低温热辐射系数测试系统中的一套非标定制设备，为热辐射系数和热导率测试提供低温和真空环境，整个测试系统如图 2-所示，低温真空腔体如图 2-2所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015122322283582_01_3384_3.jpg图 2-1 低温热辐射与热导率测试系统http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015122322290166_01_3384_3.jpg图 2-2 低温真空腔体低温真空腔体的低温实现采用了大功率低温制冷机，制冷机冷头温度最低可以达到-230℃，真空腔体内部热沉在空载情况下最低温度可以达到-200℃。如果采用更大功率制冷机可以达到到4K液氦的深低温区间。低温真空腔体的高真空实现采用了干泵和低温泵两级真空系统，在空载情况下最高真空度可以达到E-06Pa量级。由此可以实现液氮温区空间环境的地面模拟，为空间环境下的热物理性能测试提供地面模拟试验环境。2.2.2. 真空度控制系统按照项目技术要求，需要在200～1400Pa范围内测试低温隔热材料热导率随真空度的变化规律。因此，采用了上海依阳实业有限公司的高精度压强控制系统（真空度控制系统）装配在低温真空腔体真空管路上，实现低温真空腔体高精度真空度恒定控制。高精度真空度控制系统是一种高度智能化的真空测量仪器和控制设备，采用了人工智能PID控制技术，可与国内外各种型号的真空度传感器和调节阀连接，实现高精度真空度定点和线性控制，为可控气氛环境的实现提供了有效可靠技术手段。 高精度真空度控制系统如图 2-3所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015122322293385_01_3384_3.png图 2-3 高精度真空度控制系统：（a）控制系统；（b）真空度控制模式具体技术指标如下：（1）真空度控制范围：1Pa～133322Pa（根据真空计测量范围确定）（2）模拟量输入：0-10 V；模拟量输出：0-10 V（3）压强传感器的扫描速率： 毫秒（4）控制精度：±1%；计算机接口形式：RS232C或RS485。2.2.3. 热导率测试系统按照项目要求，所测试材料属于超低导热材料，其热导率一般比空气还低。因此热导率测试采用了上海依阳实业有限公司出品的瞬态平面热源法热导率测试系统，整个热导率测试系统如图 2-4所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015122322301309_01_3384_3.jpg图 2-4 瞬态平面热源法热导率测试系统瞬态平面热源法作为一种热导率绝对测量方法，在理论上可以达到很高测量精度。在被测试样尺寸和其它要素满足测试方法规定的边界条件时，热导率的测量范围理论上可以没有限制，特别适合超低热导率材料的测试。因此，对于均质材料，采用瞬态平面热源法不失为一种操作简便和测量精度高的有效方法，在温度不高的范围内（-269℃~200℃），这种方法可以作为一种标准方法来使用，并与其它热导率测试方法一起形成有效的补充和相互比对，甚至可以用于校准其它测试方法。瞬态平面热源法已具有国际标准测试方法，即ISO 22007-2:2008 Plastics-Determination of thermal conductivity and thermal diffusivity-Part 2: Transient plane heat source (Hot Disk) method。瞬态平面热源法热导率测试系统，是一种多功能测试设备，具有测试块状和分体材料以及薄膜材料的功能，同时还配备了真空腔装置、循环油浴温度控制系统、气体压强控制系统和多通道扫描开关装置，从而实现了在不同温度和气氛压力下对多个试样同时进行测量。测试系统的技术指标如下：（1）温度变化范围：-269℃200℃（依据所用温度环境装置）。（2）试样形式和尺寸：最大试样尺寸为60mm×60mm×20mm~40mm。（3）试样形式：固体、粉体、膏状物。（4）热导率测量范围：0.005~500W/mK。（5）热导率测量精度：优于±5%。（6）热导率测量重复性：优于±7%。3. 方案可行性试验3.1. 400～1400Pa范围内的真空度控制试验按照按照项目要求，真空度控制范围为200～1400Pa。但在实际控制过程中，由于目前只有1000Torr和1Torr两个量程的真空计，这两个真空计在200Pa左右无法覆盖并存在较大误差，因此只进行了4001400Pa范围内的真空度定点控制。为了避免控制点切换过程中的过冲，按照低真空至高真空的顺序进行真空度控制，以200Pa为间隔，实际控制曲线如图 3-1所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015122322303750_01_3384_3.png图 3-1 真空度定点控制结果在400～1400Pa范围内共进行了6个真空度点的定点恒定控制，恒定控制的波动如表 3-1所示，由真空度测试数据可以看出此真空度控制系统的恒定控制精度很高，在4001400Pa范围最大波动率为±0.7%，这非常有利于测试中试样温度和试样热导率的稳定。表 3-1 真空度定点控制精度http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015122322305372_01_3384_3.png3.2. 常温和不同真空度下硬质聚氨酯泡沫塑料热导率测试试验在不同恒定真空度下对硬质聚氨酯泡沫塑料的热导率进行测试，测试试样和测试装置如图 3-2和图 3-3所示，其中试样尺寸为60×60×20mm，整个试样架装置整体放置在低温真空腔内。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/20

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    请问大家，造成薄膜透过率低的原因可能有哪些呢？（利用积分球测试的透过率，薄膜镀在FTO 上的，并且薄膜尺寸小于透射侧孔洞大小）

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    真空环境中接触热阻对热导率测试的影响

    1. 问题的提出在研制完成低温高真空环境材料热物理性能测试系统后，开始进行各种材料热导率的测试。低温高真空材料热物理性能测试系统如图1所示，低温高真空腔体如图2所示。在测试过程中发现在一定真空度下热导率测试非常不准确，甚至测试结果非常怪异，真空度会使得试样接触热阻发生巨变而严重影响热导率测试。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191700_667317_3384_3.jpg图1 低温高真空环境材料热物理性能测试系统http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2016020120342460_01_3384_3.jpg图2 低温高真空腔体为了验证试样接触热阻的影响，针对不同表面状态和硬度的材料进行了验证试验，但选择验证试样的原则是真空度不能造成试样本身的热导率发生变化。1.1. 不同真空度下接触热阻对不锈钢试样热导率测试的影响首先采用表面光滑的刚性金属材料进行验证。如图3和图4所示，将一对已知热导率的不锈钢参考材料放入真空腔内，分别进行常温和不同真空度下的热导率测试，测试结果如图5所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2016020120352005_01_3384_3.jpg图3 已知热导率的被测不锈钢试样 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2016020120354782_01_3384_3.jpg图4 不锈钢试样测试状态 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2016020120474812_01_3384_3.png图5 不锈钢试样常温不同真空度下的热导率测试结果在真空度变化前期（真空度大于5000Pa），热导率测试结果还是十分准确和稳定。随着真空度的提高，小于2000Pa时的测试结果明显开始降低，在小于1000Pa后测试结果出从图5所示的测试结果可以看出，现波动甚至无法获得有效的热导率测试数据。这就意味着随着真空度升高，试样与探测器之间的接触热阻逐渐增大，最终巨大的接触热阻和接触热阻分布的不均匀完全破坏了瞬态平面热源法传热测试模型，导致根本无法进行测量。1.2. 不同真空度下接触热阻对低导热硬质泡沫塑料试样热导率测试的影响上述验证试样所选的不锈钢热导率在14W/mK左右，为进一步验证试样接触热阻的影响，我们选择了硬质聚氨酯泡沫塑料进行考核。选择硬质聚氨酯泡沫塑料一是因为这种材料的热导率很低，热导率在0.04W/mK左右；二是因为这种材料是闭孔材料，闭孔率在90%以上，材料热导率随真空度的变化不大。如图6和图7所示，将一对硬质聚氨酯泡沫塑料试样放入真空腔内，分别进行常温和不同真空度下的热导率测试，测试结果如图8所示。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2016020120443559_01_3384_3.jpg图6 被测硬质聚氨酯泡沫塑料试样http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2016020120452836_01_3384_3.jpg 图7 硬质聚氨酯泡沫塑料试样测试状态http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2016020120423345_01_3384_3.png图8 硬质聚氨酯泡沫塑料常温不同真空度下的热导率测试结果从图8所示测试结果可以看出，随着真空度升高，热导率数值逐渐降低，最终在真空度升高到5Pa时，热导率从常压下的0.0447W/mK降到了0.0337W/mK，减小了近四分之一。随着真空度的升高，引起聚氨酯泡沫塑料热导率降低主要有两个原因：（1）试样内的部分开孔随着真空度升高而降低热导率，但由于开孔率较低，这种影响不是主要因素。（2）尽管聚氨酯泡沫塑料属于硬质材料并便于加工，但试样的表面粗糙度还是远大于表面光滑的不锈钢试样，所以接触热阻是热导率降低最主要因素。1.3. 测试结果分析由以上两种材料的测试，可以得出以下初步的结论：（1）对于瞬态平面热源法这种试样与探测器夹心测试结构，测试过程中随着真空度的升高，探测器与试样之间的接触热阻会明显增大，这种热阻的增大会给热导率测量带来影响。（2）试样与探测器之间的接触热阻并非均匀分布，随着真空度升高，这种非均匀分布的接触热阻会完全破坏传热测试模型，造成测试结果完全不正确，甚至根本无法进行测量。（3）由于试样表面粗糙度不同，真空度对接触热阻的增加幅值也不相同。如果假设接触热阻等效为一个均匀分布热阻层，接触热阻给热导率测试所带来的影响假设为一个等效热导率，那么在一般情况下，这个热阻层的等效热导率大小为0.01W/mK量级。（4）这种由于真空度升高引发的试样接触热阻增大的现象，是所有真空环境下固体界面热传导中存在的普遍现象。因此，如果不采取一定措施，真空下的试样接触热阻不仅会严重影响瞬态平面热源法的热导率测量，也好严重影响其它所有热导率测试方法的测量准确性。2. 解决方案为了降低和消除真空环境下试样接触热阻对热导率测量结果的影响，最有效的方法就是采用薄的柔性填充物来填充试样与探测器之间的空隙，把真空度的影响降低到最小。为此，我们选用了填充物为导热硅脂、导热硅胶片和镜头纸分别进行试验，以其找到有效的材料和方式。3. 试验验证3.1. 不锈钢参考材料填充导热硅脂的试验验证还是采用表面光滑的刚性金属材料进行验证。如图9和图10所示，将一对已知热导率的不锈钢参考材料测试表面分别涂覆了一层导热硅脂。常温常压下导热硅脂的热导率为3W/mK，这也是目前热导率比较高的导热硅脂，从理论上来说，导热硅脂的热导率越大约好。将涂覆了导热硅脂的试样与探测器夹紧并放入真空腔内，分别进行常温和不同真空度下的热导率测试。添加导热硅脂前后的测试结果对比如图11所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/image

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