異方性面内熱伝導率の広い範囲を測定するための新しい空間走査サーモリフレクタンス法【JST・京大機械翻訳】

Jiang Puqing; Wang Dihui; Xiang Zeyu; Yang Ronggui; Ban Heng

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202201804722653 整理番号：22P0281271

異方性面内熱伝導率の広い範囲を測定するための新しい空間走査サーモリフレクタンス法【JST・京大機械翻訳】

A new spatial-scan thermoreflectance method to measure a broad range of anisotropic in-plane thermal conductivity

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発行年： 2022年01月28日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年01月28日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

小規模試料の面内熱伝導率は,特に低導電性のものおよび面内対称性(すなわち,横方向異方性材料)を欠くものに対して,測定が困難である。時間領域と周波数領域熱反射(TDTRとFDTR)の両方を含む最先端のポンププローブ技術は,小規模試料の熱伝導率を測定するのに有利であり,様々な先進TDTRとFDTR技術が,横方向異方性材料を測定するために開発された。しかし,測定可能な面内熱伝導率(k_in)は通常>10W/(mK)である。本研究では,測定可能なk_inの電流限界を1W/(mK)まで広げる,面内対称性を欠いているものを含む,ミリメートルスケールの小さい試料の広範囲のk_inを測定するために,新しい空間走査熱反射(SSTR)法を開発した。このSSTR法は,最適化レーザスポットサイズと変調周波数を用いた測定の新しいスキームとデータ処理の新しいスキームを確立し,高精度と操作の容易さの両方を有する広範囲のk_in値の面内熱伝導率テンソルの測定を可能にした。試料形状,変換器層の影響,および熱損失の影響のようないくつかの詳細についても議論した。検証として,溶融シリカ,サファイア,シリコン,および高度に秩序化した熱分解グラファイト(HOPG)を含む広範囲のk_in値を有するいくつかの横方向等方性参照試料のk_inを,この新しいSSTR法を用いて測定した。測定したk_inは,5%の典型的不確実性で文献値と完全に一致した。この方法のユニークな能力の実証として,面内異方性材料であるxカット石英の面内熱伝導率テンソルも測定した。【JST・京大機械翻訳】

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