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基于TDTR方法的碳化硅低温导热性能实验研究
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:《工程热物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK123[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院工程热物理研究所,北京100190, [2]中国科学院大学,北京100049, [3]中国石油大学华东储运与建筑工程学院,青岛266580, [4]大连理工大学海洋能源利用与节能教育部重点实验室,大连116024
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.51606193,No.51336009)
中文摘要:

低温条件下碳化硅等半导体材料热导率的实验研究极少,数据匮乏,无法满足理论模型的优化需求。现有实验测量以接触式的稳态法导热系数测量为主,实验误差大,且低温测量成本过高。本文通过常规飞秒激光抽运探测热反射法与低温系统的有机结合,完成了4~300 K低温条件下单晶碳化硅热导率的测试及其随温度的变化规律,研究表明单晶碳化硅热导率在100 K左右存在极大值,温度低于100 K时其热导率与温度呈正相关,温度高于100 K时其热导率与温度呈负相关。极值点的位置与理论值的偏差可能是由于样品电子浓度、缺陷分布等因素影响。

英文摘要:

There are very limited experimental researches on the thermal conductivity of semiconductors like SiC at low temperatures.Thus,this cannot meet the needs of theoretical model optimization due to the scarce data.The existing experimental measurements are mainly based on the steady state method,which is a contact method with large experimental errors and prohibitive costs.In this paper,via the organic integration of the time-domain thermorenectance and cryogenic system,we measured the thermal conductivity of a single crystal silicon carbide sample under low temperatures ranging from 4 K to 300 K.The result shows that the thermal conductivity of SiC possesses a peak value at about 100 K.When the temperature is lower than 100 K,the thermal conductivity demonstrates a positive correlation with temperature.However,when the temperature is higher than 100 K,there is a negative correlation between the thermal conductivity and the temperature.The deviation of the experimental peak value positions of the thermal conductivities from the theoretically predicted value could be resulted by factors such as electron-doping and different distributions of defects.

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期刊信息
  • 《工程热物理学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所
  • 主编:徐建中
  • 地址:北京2706信箱
  • 邮编:100080
  • 邮箱:xb@mail.etp.ac.cn
  • 电话:010-62584937
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-231X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2091/O4
  • 邮发代号:2-185
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21026