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直流法测试薄膜热导的数值模拟研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:2012
  • 页码:339-345
  • 分类:TP391.9[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]电子科技大学光电信息学院,成都610054
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:60736005,61006036)资助的课题.
  • 相关项目:体修饰提高有机光源光抽取效率的研究
作者: 黎威志|王军|
中文摘要:

薄膜的热导率是薄膜热学性能的最重要参数之一,相对于多数文献的二维或三维测试结构,本文采用一维双端支撑悬臂梁结构研究了薄膜热导率的测试方法.悬臂梁包含上层的兼做加热电阻及测温电阻的金属条和下层的待测试薄膜.利用一维热传导方程推导并获得了在直流电流加热条件下,悬臂梁的温升分布(△T)及加热电阻两端电压增量(△U)表达式与薄膜热导率之间的关系.采用ANSYS有限元软件仿真了不同仿真参数时的△T及△U,仿真结果与温升表达式计算结果符合得很好.与常用的3倍频率法(3w)薄膜热学性能测试方法相比,一维悬臂梁直流法测试结构及手段较为简单且可以获得更为精确的结果.

英文摘要:

Thermal conductivity is one of the most important physical properties of thin films.Different from two-or three-dimensional measurement structures in most reports,in this work,one-dimensional(1D) two-end supported cantilever beam is provided.The structure of cantilever includes a metal heater(which also serves as a thermometer) and thin film(s) underneath for measurement. 1D heat flow equation is employed to obtain the expression of temperature rise distribution(△T(x) along the cantilever beam and voltage drop changes along the heater(△U) when a direct current(DC) follows in the heater.To confirm the correctness of theoretical deduction,ANSYS finite element software is employed to simulate△T(x) and△U.Results demonstrate that the simulations are in good agreement with the theoretic calculations obtained from expressions of△T(x) and△U.Compared with conventional 3-times frequency(3ω) method,the DC method with 1D cantilever beam is relatively simple and accurate.

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期刊论文 75 会议论文 26 获奖 1 专利 22 著作 1
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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 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,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,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:49876