[發明專利]一種基于微納熒光顆粒的薄膜熱導率測量方法

在審

• 申請號: 201710370634.X
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107102026A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 陳小源;張武康;方小紅;李東棟;陳海燕
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海高等研究院
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 上海光華專利事務所31219
• 代理人: 唐棉棉

1.一種基于微納熒光顆粒的薄膜熱導率測量方法，其特征在于，所述測量方法至少包括：

提供微納熒光顆粒，加熱所述微納熒光顆粒，通過測量所述微納熒光顆粒PL譜特征峰位移與溫度變化的關系，確定溫度系數；

將待測薄膜置于襯底上，并在所述待測薄膜表面放置吸收熱源和所述微納熒光顆粒；

利用激光照射所述待測薄膜，通過測量所述微納熒光顆粒的PL譜特征峰位移與激光功率變化的關系，確定關系斜率；

最后結合所述吸收熱源的光功率吸收系數以及所述待測薄膜的形狀特征參數，實現薄膜熱導率的測量。

2.根據權利要求1所述的基于微納熒光顆粒的薄膜熱導率測量方法，其特征在于：所述測量方法具體包括如下步驟：

1-1)提供一襯底，所述襯底上放置懸空寬度為w、厚度為h的待測薄膜，并在所述待測薄膜表面放置一吸收熱源和兩個距離為l的微納熒光顆粒；

1-2)利用加熱模塊加熱兩個所述微納熒光顆粒，設定加熱模塊的溫度，測量在不同溫度下所述微納熒光顆粒的PL譜，確定所述微納熒光顆粒的溫度系數χ＝Δλ/ΔT，其中，Δλ為所述微納熒光顆粒特征峰隨溫度變化的位移變化量，ΔT為溫差值；

1-3)利用激光照射所述待測薄膜，通過所述吸收熱源吸收激光能量產生熱量，使所述待測薄膜表面所述微納熒光顆粒位置產生溫升，改變入射激光的功率，測量其中一個微納熒光顆粒的PL光譜特征峰的位移隨激光功率變化的線性關系，確定兩者之間的關系斜率ω，ω＝Δλ/ΔP，其中，ΔP為入射激光功率的變化量，Δλ為不同入射激光功率下微納熒光顆粒PL光譜特征峰的位移變化量；

1-4)最后根據熱導率公式k＝(αχ/ω)*(wh/l)^-1，獲得所述待測薄膜的熱導率，α為所述吸收熱源的光功率吸收系數。

3.根據權利要求1所述的基于微納熒光顆粒的薄膜熱導率測量方法，其特征在于：所述測量方法具體包括如下步驟：

2-1)提供一襯底，所述襯底上放置懸空寬度為w、懸空長度為l、厚度為h的待測薄膜，并在所述待測薄膜表面放置一吸收熱源和一微納熒光顆粒；

2-2)利用加熱模塊加熱所述微納熒光顆粒至特定溫度，測量所述微納熒光顆粒的PL光譜，根據該溫度下的PL光譜和室溫下所述微納熒光顆粒的PL光譜，確定所述微納熒光顆粒PL光譜特征峰的位移與溫度之間的線性關系，從而確定所述微納熒光顆粒的溫度系數χ，χ＝Δλ/ΔT，其中，Δλ為兩個溫度下所述微納熒光顆粒特征峰的位移變化量，ΔT為溫差值；

2-3)改變入射激光的功率，根據激光功率與所述微納熒光顆粒PL光譜特征峰的位移的線性關系，確定兩者之間的關系斜率ω，ω＝Δλ/ΔP，其中，ΔP為入射激光功率的變化量，Δλ為不同入射激光功率下所述微納熒光顆粒PL光譜特征峰的位移變化量；

2-4)最后根據熱導率公式k＝(αχ/ω)*(wh/l)^-1，獲得所述待測薄膜的熱導率，α為所述吸收熱源的光功率吸收系數。