飞秒激光热反射法用于纳米薄膜界面热阻研究

doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2016.03.007

山东科学 ›› 2016, Vol. 29 ›› Issue (3): 35-39.doi: 10.3976/j.issn.1002-4026.2016.03.007

飞秒激光热反射法用于纳米薄膜界面热阻研究

李凤名¹,李晓彤²,苑昆鹏²,王照亮²

1.胜利石油管理局地热余热资源开发项目部,山东东营257000;2.中国石油大学(华东)能源与动力工程系,山东青岛266580

收稿日期:2016-03-30 出版日期:2016-06-20 发布日期:2016-06-20
通信作者: 王照亮(1971-),男,博士,教授,博士生导师,研究方向为工程热物理?Email:wzhaoliang@126.com E-mail:wzhaoliang@126.com
作者简介:李凤名(1980-),男,硕士,研究方向为地热余热?太阳能等新能源开发利用技术?
基金资助:
国家自然科学基金(51176205)

Application of femtosecond laser TDTR method in thermal boundary resistance of nano-film

LI Feng-ming¹ , LI Xiao-tong ² , YUAN Kun-peng² , WANG Zhao-liang ²

1.Department of Geothermal Resource Exploitation, Shengli Oilfield, Dongying 257500, China;2. Department of Energy and Power Engineering, China University of Petroleum, Qingdao 266580, China

Received:2016-03-30 Online:2016-06-20 Published:2016-06-20

摘要/Abstract

摘要：

纳米薄膜界面热阻在纳米结构热输运过程中起主导作用?相对于金属纳米薄膜,非金属纳米薄膜界面热输运规律更为复杂?采用改进的双波长飞秒激光光热反射法(TDTR)实验系统,测试了金属纳米薄膜?非金属纳米薄膜分别与不同介电基体之间的界面热阻?薄膜-基体德拜温比可以近似作为衡量界面声学失配程度的度量,德拜温比接近,非金属纳米薄膜界面热阻比金属纳米薄膜界面热阻大2~3倍,主要原因是电子-声子耦合作用增强了金属薄膜界面热输运能力?

关键词: 双波长飞秒激光')">">双波长飞秒激光, 光热反射法')">">光热反射法, 声学失配')">">声学失配, 纳米薄膜')">">纳米薄膜, 界面热阻')">">界面热阻

Abstract:

Thermalboundary resistance of nano-film is predominant in thermal transport process of nano-scale structure. Compared with metal nano-film, thermal transport process of nonmetal nano-film is more complicated. We measure thermal boundary resistance between metal, nonmetal nano-film and different dielectric substrates with improveddual-color femosecond laser time-domain thermoreflectance ( TDTR) method. Debye temperature ratio of film and substrate can serve as a measurement of acoustic mismatch degree. For the same Debye temperature ratio, thermal boundary resistance of nonmetal nano-film is about 2 ~3 times greater than that of metal nano-film. This is mainly because electric-phonon coupling enhances thermal transport capability of metal nano-film.

Key words: time-domain thermoreflectance, nano-film, dual-colorfemosecond laser')">dual-colorfemosecond laser, thermal boundary resistance, acoustic mismatch

中图分类号:

引用本文

李凤名,李晓彤,苑昆鹏,王照亮. 飞秒激光热反射法用于纳米薄膜界面热阻研究[J]. 山东科学, 2016, 29(3): 35-39.

LI Feng-ming,LI Xiao-tong,YUAN Kun-peng,WANG Zhao-liang . Application of femtosecond laser TDTR method in thermal boundary resistance of nano-film[J]. SHANDONG SCIENCE, 2016, 29(3): 35-39.

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