导热硅薄膜沉积在多孔氧化铝的PECVD。

文摘

在本文中,我们研究了热性能的硅薄膜沉积等离子体增强化学气相沉积(PECVD) "多孔铝使用phothermal偏转技术公司(PTD)。这项工作的目的是探讨影响阳极氧化电流(200至400 mV)热导电率的样本。提出了一种计算模型确定导热系数k之间的巧合实验和理论曲线允许推导出热导率的值有良好的精度。事实上,人们发现K与阳极氧化电流减少。

关键字

多孔铝;光热光谱分析偏转thechnique公司(PTD);热导率

介绍

多孔陶瓷材料用于多个应用程序在很多工程和工业领域即过滤器和膜、生物材料的催化剂、电池电极,和听觉上大部分媒体。多孔阳极氧化铝膜是一个有趣的材料(1)对纳米技术的应用,因为它不同寻常的特性比大部分同行(2]。许多作品已经出版相对于多孔铝膜的沉积3]。电影增长都使用不同的方法,例如反应溅射[4)和低压有机化学气相沉积(5]。陶瓷的热导率一般利益,因为它可能显著影响其他性能如热冲击阻力和可能出现某些特性,特别是孔隙度依赖,类似于其他属性(6]。预测的热性能分析或电脑计算因此的强烈兴趣7]。在这个工作我们演示的能力成长多孔铝层(PAL)采用电化学阳极氧化法;阳极氧化过程是由不同阳极氧化电压250至400 mV。一个晶体硅薄膜沉积在PAL PECVD技术"。提出了一种计算模型来确定使用光照的导热系数K偏转技术公司(PTD)。

薄膜制备

高纯铝箔(99.997%),0.25毫米厚作为开始材料。清洁样本阳极氧化膜在25分钟的溶液稀释硫酸66.66% H₂所以₄和33.33% H₂O₂在室温和五个不同阳极氧化电流(250毫安,300毫安,350毫安和400毫安)。表面上看,实际的电影被PECVD技术["沉积8)在50°C使用硅烷气体混合物和H2 0.5毫托的总压强。

光热光谱分析测量

实验设备(9)所示图1。输配电是一个敏感的光学材料分析)的工具。辐照样品时调制和单色光束辐射、吸收能量转化为热量通过不同的弛豫过程。生成的热波弥漫在周围的材料和流体(三地₄)。流体的温度变化导致折射率梯度引起的挠度探测激光束(氦氖4 mW)撇脂样品表面。这个偏转检测到一个位置光电传感器连接到一个锁定放大器。光热光谱分析获得的信号有两个化合物:振幅和相位。显示了这种技术的原则图2。探针光束偏转是由fΨ= L / n (dn / dt)σ_fT n是液体折射率,x0是探测光束和样品表面之间的距离,和L是样本长度。

热扩散率和F是加热光束的调制频率。我们注意到偏转复杂温度成正比T0的样品表面。这个温度是通过求解一维计算热方程在示例中,支持和周围的流体(图3)

(1)

(2)

(3)

这些方程是解决而考虑边界条件在不同的接口。获得的表面温度是由:

(4)

所有热和光学参数出现在上面的表达式。

光热光谱分析测量

为了确定导热的演进与多孔铝的阳极氧化电流。我们现在在图3 a-3d实验和理论曲线之间的巧合标准化的光热光谱分析信号的振幅和不同孔隙度的平方根调制频率。这些曲线有相同的行为,但我们注意到小斜率在低和高频率的差异,也是最大的小变化。导热系数K的Si纳入多孔氧化铝是由拟合实验振幅曲线对应的理论值。我们注意到,导热系数随阳极氧化电流的增加而减小。这种行为来自空气内部微孔隙的存在。像海绵一样的球形或柱状形态的作用也可减少热传输和载体扩散过程,清楚地说明表1。

表1:硅薄膜沉积在多孔氧化铝的热导率在不同阳极氧化电流

结论

我们注意到一个更小的导热系数值(K = 11.5 w . m¹。K¹样本有200 mV);这可能是由于一个隔热的效果。我们的话,K与阳极氧化电流减少。

引用

1. 尹浩然,马歇尔。制造和纳米多孔氧化铝薄膜的光学特性在不同温度退火。光学材料2009;31:860 - 864。
2. 冯W,等。合成陶瓷纳米管使用的氧化铝模板。欧洲陶瓷学会杂志》2009;29:1387 - 1391。
3. 奥弗涅D, et al。光学性质的钛、锆、和高频从0.15到30 eV。物理评论B 11 1975; 12:2251 - 2259
4. 赵Y, et al。结构和性能之间的关系和沉积条件的金属和合金薄固体电影1996;45:286 - 300。
5. Koh W, et al。从一个新的sol±凝胶制备氧化铝lms的路线。薄固体电影1997;304:222 - 226。
6. Sciamanna V, et al .表征陶瓷组件使用粘结剂喷射加法制造技术制作的。陶瓷国际2015;41:2599 - 2606。
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8. Simonne JJ。可使MIS技术的艺术状态。国际杂志的照片能源1983;5:63 - 70。
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