薄膜材料已廣泛應用于信息、微電子、航天技術等高科技領域。在制備和使用薄膜材料過程中，從熱傳遞的角度來說，諸如導熱系數、比熱和擴散率等熱物理性質的測量是極其重要的。例如，高密度集成電路在運行時，需要把產生的熱量很快散發(fā)掉，以減少熱噪聲和避免限制CPU速度的提高。顯然，計算機芯片及其集成電路散熱速率與所用材料和薄膜的導熱系數直接相關。另外，導熱系數對薄膜的制備也至關重要。微尺度傳熱研究可望對薄膜成核生長和使用過程的熱傳輸作出計算，熱物理參數是這種模擬可靠的關鍵。
薄膜導熱的使用方法固體和液體熱傳遞性質的研究變得越來越重要。薄膜導熱測試儀在許多領域中，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，需要對所用材料的熱行為進行深入的研究。熱管理變得越來越重要，例如在能源價格上漲的背景下的節(jié)能建筑行業(yè)或對散熱要求高的半導體行業(yè)，尤其是在大規(guī)模集成電路上。
薄膜導熱的典型行為：
1、導熱系數隨溫度變化而變化
2、厚度對薄膜導熱系數有影響
3、淀積方法對薄膜導熱系數有影響
一般情況下薄膜材料導熱系數低于塊狀材料值，薄膜有效導熱系數減小的可能原因有三種情況：薄膜材料非化學計量和應力引起微結構缺陷；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不同，薄膜往往承受很大的應力，薄膜層內部存在微裂紋。在對其進行加熱時，微裂紋會動態(tài)擴展。同樣，在薄膜縱向生長時，由于橫向不連續(xù)，也會發(fā)生微裂紋的動態(tài)擴展。另外，生長薄膜的襯底都要經過拋光，拋光過程引起的擦痕也以微裂紋的形式傳播進入薄膜。
更新時間：2020-05-25
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