Analizator przewodności cieplnej dla cienkich folii TFA

Analizator przewodności cieplnej dla cienkich folii TFA

Tworzenie nowych możliwości

Rewolucyjny system charakteryzacji cienkowarstwowych właściwości fizycznych. Wysoce zintegrowana i łatwa w użyciu platforma pomiarowa.

Analizator cienkich warstw LINSEIS to doskonałe narzędzie do charakteryzowania szerokiej gamy próbek cienkich warstw w niezwykle wygodny i szybki sposób. Jest to łatwy w użyciu, samodzielny system, który zapewnia najwyższą jakość wyników przy użyciu zgłoszonego do opatentowania projektu pomiarowego.

Składniki TFA

Podstawowa konfiguracja składa się z chipa pomiarowego, na którym można łatwo umieścić próbkę oraz komory pomiarowej zapewniającej wymagane warunki środowiskowe. W zależności od zastosowania, konfiguracja może być wykorzystana ze wzmacniaczem Lock-In i/lub silnym magnesem elektrycznym. Pomiary są zwykle wykonywane w warunkach UHV, a temperatura próbek może być kontrolowana w zakresie od -170°C do 280°C podczas pomiaru za pomocą LN2 i mocnych grzejników.

Wstępnie ustrukturyzowane chipy pomiarowe

Chip łączy technikę pomiarową 3 Omega do pomiaru przewodności cieplnej z 4-punktową konfiguracją Van-der-Pauw do określania właściwości transportu elektrycznego.

Współczynnik Seebecka można zmierzyć za pomocą dodatkowych termometrów rezystancyjnych umieszczonych w pobliżu elektrod Van-der-Pauw. W celu łatwego przygotowania próbki można użyć maski foliowej lub metalowej maski cienia.

Ta konfiguracja pozwala na niemal jednoczesną charakterystykę próbki, która została przygotowana przez PVD (np. odparowanie termiczne, napylanie katodowe, MBE), CVD (np. ALD), powlekanie wirowe, odlewanie kroplowe lub drukowanie atramentowe w jednym kroku.

Szeroki zakres właściwości fizycznych w jednym przebiegu pomiarowym

Dużą zaletą tego systemu jest jednoczesne wyznaczanie szerokiego zakresu właściwości fizycznych w ramach jednej serii pomiarowej. Wszystkie pomiary są wykonywane w tym samym kierunku (w płaszczyźnie) i są bardzo porównywalne.

1. Pomiar Van-der-Pauwa

Do wyznaczenia przewodności elektrycznej (σ) i współczynnika Halla (AH) próbki stosuje się metodę Van-der-Pauw. Po umieszczeniu próbki na chipie jest ona już podłączona do czterech elektrod A, B, C i D na ich krawędzi.

Do pomiaru przykłada się prąd między dwoma stykami i mierzone jest odpowiednie napięcie między pozostałymi dwoma. Zmieniając styki zgodnie z ruchem wskazówek zegara i powtarzając procedurę, rezystywność próbki można obliczyć za pomocą równania Van-der-Pauw. Stosując pole magnetyczne i mierząc odpowiednią zmianę diagonalnej rezystancji Van-der-Pauwa, można obliczyć współczynnik Halla próbki.

2. Pomiar współczynnika Seebecka

W celu wyznaczenia współczynnika Seebecka na chipie w pobliżu próbki umieszcza się dodatkowy termometr i grzałkę. Ta konfiguracja pozwala na pomiar napięcia termoelektrycznego przy różnych gradientach temperatury, które można wykorzystać do obliczenia współczynnika Seebecka S=-Vth/∆T.

3. Pomiar przewodności cieplnej cienkowarstwowej

W celu określenia przewodności cieplnej w płaszczyźnie zastosowano oczekujący na patent układ membrany zawieszanej z gorącym paskiem. W tej konfiguracji bardzo mały przewód jest używany jako grzałka i czujnik temperatury w jednym. Interesująca próbka zostanie osadzona bezpośrednio na tej membranie. W celu przeprowadzenia pomiaru, do gorącego drutu przykładany jest prąd, który nagrzewa się w wyniku ogrzewania Joule'a. Ze względu na wzrost temperatury rezystywność drutu zmienia się i można ją łatwo zmierzyć.

Modułowa konstrukcja

Rozpoczynając od podstawowej konfiguracji do pomiaru przewodności cieplnej, system można łatwo rozbudować o zestaw termoelektryczny do pomiaru przewodności elektrycznej i współczynnika Seebecka lub o zestaw do rozbudowy magnetycznej do wykonywania pomiarów stałej Halla, mobilności i stężenia nośników ładunku.

https://haas.com.pl/produkt/analizator-przewodnosci-cieplnej-dla-cienkich-folii-tfa/