Способ определения теплопроводности тонкихпленок

Зависимое от авт. свидетельстваПК 6 01 п 25 лено 22.Ч 111,1969 ( 1359223/18-10)исоединением заявки ЛЪоритет Комитет по делам изобретений и открыт при Совете Министре СССРОпубл К 536,21(088.8 но 04.1.1971. Бюллстеньта опубликования описания 30,111.197 Авторизобрете тяков ОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТОНКИХПЛЕНОК области теплофи Изобретение относитсических измерений,пазо Известен способ определения теплопроводности тонких пленок, по которому образец изготовляют в виде стержня, на один торец которого наносят исследуемый тонкий слой - пленку, к поверхности стержня вдоль его длины прикрепляют термопары, по показаниям которых определяют тепловой поток через стержень при извес гной его теплопроводностп. Экстраполируя показания термопар, находят температуру границы раздела: пленка - подложка. Температуру наружной поверхности пленки измеряют чувствительным термоэлементом, который специальным образом калибруют. Этот способ дает возможность измерять теплопроводность любых материалов - металлов, полупроводников и диэлектриков при температуре ) 200 С. Минимальное термическое сопротивление слоя равно 1 О 4 м- град(вт, Однако погрешность измерения в этом случае только за счет термического сопротивления границы раздела: пленка - подложка превышает 100%. Значительна также погрешность, связанная с измерением температуры наружной поверхности тонкого слоя термоэлементом. Эта погрешность для слоя с термическим сопротивлением 3 10-а,ие градвт при 200 С составляет "- 30%,Таким образом, недостатками указанногоспособа являются наличие термического сопротивления между исследуемым тонким слоем и подложкой и большая погрешность, связанная 5 с измерением температуры наружной поверхности тонкого слоя термоэлементом. Указанные недостатки ограничивают диапазон измерения по известному способу лишь достаточно толстыми слоями с низкой теплопроводностью 10 (А )10 4,че град/вт).Цель изобретения - расширение диа наиз мер ений.Для этого используют способ определениятеплопроводности тонких пленок путем воздей ствия на образец лучистым потоком. По этомуспособу образец, выполненный в виде диска, помещают в сосуд, заполненный газом с коэффициентом аккомодации, равным или близким единице, например воздухом или аргоном, с 20 давлением ниже атмосферного, направляютлучистый поток вдоль полярной осп диска, измеряют давление газа в сосуде, удельную мощность падающего на исследуемый образец излучения, величину радиометрической силы и 25 по отношению произведения давления газа наудельную мощность лучистого потока к радио- метрической силе судят о величине теплопроводности тонких пленок.Сущность предлагаемого способа заключает ся в следующем.295037 Составитель В. С. Агапова Текред Л, Я, Левина Корректоры: М. Коробоваи А. Абрамова Редактор А. В. Корнеев Заказ 729/3 Изд.311 Тираж 473 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская паб., д. 45 Типография, р. Сапунова, 2 ь15 вакуумной ка .ере создают необходимое разрелсенпе, величину давлеппя газа Р в камере измеряют компрессионным манометром. На один из исследуемых образцов направляют лучистый поток от источника света и линзы. Удельную мощность лучистого потока д, падающего на образец, измеряют приемником излучения. С помощью осветителя от гальванометра и шкалы измеряют угол поворота коромысла при воздействии на образец лучистого потока и по-известной жесткости нити вычисляют силу Р, действующую на образец. Радиометрическая сила Ррад -- Р - Гд.св. Силу давления света Рд вычисляют по формуле Рд.св =Ч (1+р)при известном коэффициентесотражения материала р, Если коэффициент отражения не известен, то создают в камере давление (10 в лл рт. ст, и определяют силу, действующую на образец при воздействии на него того же лучистого потока. Эта сила и будет силой давления света Рд , так как радио- метрическая сила при таком низком давлении практически равна нулю, Определив таким образом Рд.ев, вычисляют радиометрическую силу Ррад= Р - Рд,св. Зная Ррад Р и д, вычисляют теплопроводность исследуемого образца, помещенного в сосуд с высоким вакуумом, по формулеХ=Кд 65Р8 Т Рр,Теплопроводность для сосуда с низким вакуумом вычисляют по формуле л=2,бб Р РТвд Тгде 1, - теплопроводность материала образца;К - коэффициент поглощения материалаобразца;о - удельная мощность лучистого потока,падающего на образец;о и 5 - толп 1 ипа образца и площадь его торР - давление газа в сосуде;Т - температура газа в сосуде 1 принятаравной комнатной);Р - радиометрическая сила;15- длина свободного пробега молекулгаза в сосуде при данных температуре и давлении.Предмет изобретенияСпособ определения теплопроводности тон ких пленок путем воздействия на образец лучистым потоком, отлииающиася тем, что, с целью расширения диапазона измерений, исследуемый образец, выполненный в виде диска, помешают в сосуд, заполненный газом с коэф фициентом аккомодации, равным или близкимединице. например воздухом или аргоном, с давлением ниже атмосферного, направляют лучистый поток вдоль полярной оси диска, измеряют давление газа в сосуде, удельную мощ ность падающего на исследуемый образец излучения, величину радиометрической силы и по отношению произведения давления газа на удельную мощность лучистого потока к радио- метрической силе судят о величине теплопро водности тонких пленок.