薄膜材料已廣泛應(yīng)用于信息、微電子、航天技術(shù)等高科技領(lǐng)域。在制備和使用薄膜材料過程中，從熱傳遞的角度來說，諸如導(dǎo)熱系數(shù)、比熱和擴(kuò)散率等熱物理性質(zhì)的測(cè)量是極其重要的。例如，高密度集成電路在運(yùn)行時(shí)，需要把產(chǎn)生的熱量很快散發(fā)掉，以減少熱噪聲和避免限制CPU速度的提高。顯然，計(jì)算機(jī)芯片及其集成電路散熱速率與所用材料和薄膜的導(dǎo)熱系數(shù)直接相關(guān)。另外，導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)薄膜的制備也至關(guān)重要。微尺度傳熱研究可望對(duì)薄膜成核生長和使用過程的熱傳輸作出計(jì)算，熱物理參數(shù)是這種模擬可靠的關(guān)鍵。
薄膜導(dǎo)熱的使用方法固體和液體熱傳遞性質(zhì)的研究變得越來越重要。薄膜導(dǎo)熱測(cè)試儀在許多領(lǐng)域中，例如汽車、航空、航天、發(fā)電/能源工業(yè)、陶瓷、建材和玻璃行業(yè)等，需要對(duì)所用材料的熱行為進(jìn)行深入的研究。熱管理變得越來越重要，例如在能源價(jià)格上漲的背景下的節(jié)能建筑行業(yè)或?qū)ι嵋蟾叩陌雽?dǎo)體行業(yè)，尤其是在大規(guī)模集成電路上。
薄膜導(dǎo)熱的典型行為：
1、導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度變化而變化
2、厚度對(duì)薄膜導(dǎo)熱系數(shù)有影響
3、淀積方法對(duì)薄膜導(dǎo)熱系數(shù)有影響
一般情況下薄膜材料導(dǎo)熱系數(shù)低于塊狀材料值，薄膜有效導(dǎo)熱系數(shù)減小的可能原因有三種情況：薄膜材料非化學(xué)計(jì)量和應(yīng)力引起微結(jié)構(gòu)缺陷；聲子邊界散射；襯底和薄膜層間邊界熱阻。由于薄膜層與襯底的熱膨脹系數(shù)不同，薄膜往往承受很大的應(yīng)力，薄膜層內(nèi)部存在微裂紋。在對(duì)其進(jìn)行加熱時(shí)，微裂紋會(huì)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。同樣，在薄膜縱向生長時(shí)，由于橫向不連續(xù)，也會(huì)發(fā)生微裂紋的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。另外，生長薄膜的襯底都要經(jīng)過拋光，拋光過程引起的擦痕也以微裂紋的形式傳播進(jìn)入薄膜。
更新時(shí)間：2020-05-25
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