[發明專利]同時測量單根微納米線材激光吸收率和熱導率的方法

有效

• 申請號: 201210436540.5
• 申請日: 2012-11-05
• 公開（公告）號: CN102944573A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 王海東;張興
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01K11/32
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賈玉健

1.一種同時測量單根微納米線材激光吸收率和熱導率的方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：制備二氧化硅/硅基底上的懸空微納米線材樣品，其兩端沉積金屬電極用于通電；

步驟2：分別利用掃描電鏡和原子力顯微鏡測量微納米線材樣品的長度l和直徑D；

步驟3：利用激光拉曼定位的方法在光學顯微鏡下確定微納米線材樣品的位置；

步驟4：利用冷熱臺改變待測樣品基底的溫度，微納米線材樣品的特征拉曼頻率隨溫度的變化而偏移，測量特征拉曼頻率隨溫度變化的偏移斜率；

步驟5：利用激光加熱和電加熱兩種方法使微納米線材樣品中心點溫度升高，測量微納米線材樣品特征拉曼頻率的偏移量獲得中心點溫升ΔT_m，在中心點溫度相等的條件下測量激光功率S_l和電功率S_e；

步驟6：將微納米線材樣品的長度l和直徑D、中心點溫升ΔT_m、相同溫升條件下的激光功率S_l和電功率S_e代入公式1）和公式2），計算獲得微納米線材樣品的激光吸收率α和熱導率λ。

α=Se2Sl,---1)]]>

λ=αSl·lΔTmπD2.---2)]]>

2.根據權利要求1所述的一種同時測量單根微納米線材激光吸收率和熱導率的方法，其特征在于：步驟3所述的利用激光拉曼定位的方法確定微納米線材樣品的位置的具體方法為：利用拉曼光譜儀在目標平面區域內掃描微納米線材樣品的特征拉曼信號，出現特征拉曼信號的位置就是微納米線材樣品的位置，其余位置的拉曼信號為零；將所測量的拉曼頻率選擇在信號最強的特征頻率附近，對可能存在樣品的區域進行平面掃描，電控平臺的移動步長選擇為1μm。

3.根據權利要求1所述的一種同時測量單根微納米線材激光吸收率和熱導率的方法，其特征在于：步驟4所述測量特征拉曼頻率隨溫度變化的偏移斜率的具體方法為：利用冷熱臺改變微納米線材樣品的基底溫度，達到所設定溫度后等待30分鐘保持溫度穩定，測量微納米線材樣品的特征拉曼頻率，完成所有設定溫度測量后獲得特征拉曼頻率隨溫度變化的偏移斜率，通過測量微納米線材樣品特征拉曼頻率偏移量進而獲得其局部溫度，實驗中需要保證每次測量的激光加熱功率和曝光時間相同。

4.根據權利要求3所述的一種同時測量微納米線材激光吸收率和熱導率的方法，其特征在于：所述利用冷熱臺改變微納米線材樣品的基底溫度以30K為間隔。

5.按權利要求3所述的一種同時測量單根微納米線材激光吸收率和熱導率的方法，其特征在于：步驟5所述的利用激光加熱的具體方法為：在真空條件下，將激光聚焦在微納米線材樣品的中心位置進行加熱，測量加熱后特征拉曼頻率的偏移量，進而利用特征拉曼頻率隨溫度變化的斜率獲得中心點溫升ΔT_m，測量此時聚焦物鏡出口的激光功率為S_l，選擇的激光加熱功率較強但不會燒毀樣品，功率的具體數值同樣品的種類、幾何尺寸有關。

6.按權利要求5所述的一種同時測量單根微納米線材激光吸收率和熱導率的方法，其特征在于：步驟5所述的利用電加熱的具體方法為：在真空條件下，對微納米線材樣品進行直流通電加熱，測量特征拉曼頻率的偏移量并利用特征拉曼頻率隨溫度變化的斜率獲得中心點溫升，實驗中逐漸增加電功率直到微納米線材樣品中心點的溫度與所述的激光加熱中心點的溫度相等，記錄此時的電功率S_e。