나노초 열반사율 시스템을 이용한 V2O5 박막의 열확산도 측정 (Measurement of the Thermal Diffusivity of V2O5 Thin Films by Using a Nanosecond Thermoreflectance System)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 65권 / 7호 / 644 ~ 650페이지
· 저자명 : 김태성, 이재란, 강만일, 김석원, 이상현

초록

나노초 열반사율법은 나노초 펄스에 의해 발생한 박막에서의 열에 의한 반사율 변화를 매우 빠르게 측정하기 때문에 박막의 열물성 측정에 유용하다. 본 연구에서는 이 방법을 이용하여 박막의 열확산도를 측정하기 위해 Nd:YAG 레이저 기반의 후면가열-전면측정 방법의 나노초 열반사율 장치를 구성하였고, 이를 이용하여 V2O5 박막의 열확산도를 측정하였다. 프로브 레이저 광의 세기에 따른 결정질 V2O5 박막의 열반사율 신호를 측정 및 분석한 결과 6.6 mW의 세기에서 가장 큰 열반사율 신호가 측정되었으며, 1.19 × 10-7 m2/s의 가장 큰 열확산도의 값을 보였고, 이때의 열확산 길이는 15.5 nm였다. 이러한 결과는 151 nm 두께의 V2O5 박막의 열확산도와는 6.14 × 10-7 m2/s의 차이를 보였다. 열반사율 신호가 증가함에 따라 얻어진 열확산도는 근소하게 증가하는 경향을 보였지만, 열반사율 신호의 크기와 열확산도는 프로브 레이저 광의 세기에 무관하였다.

영어초록

The nanosecond thermoreflectance method is useful for measuring the thermophysical properties of thin films because it can very rapidly measure the change in reflectance from thin films due to heat. In this study, to measure the thermal diffusivity of the thin films by using that method, we made constructed put together a rear-heating/front-detection type nanosecond thermoreflectance system based on a Nd:YAG laser and used it to measure the thermal diffusivity of V2O5 thin films.
The thermoreflectance signals from crystalline V2O5 thin films for various power of the probe laser were measured, and the results were analyzed. At a power of 6.6 mW, the largest thermoreflectance signal and thermal diffusivity were revealed, and the thermal diffusivity and the thermal diffusion length were 1.19 × 10−7 m2/s and 15.5 nm, respectively. This value of the thermal diffusivity showed a difference of 6.14 × 10−7 m2/s from that of the V2O5 thin film with a thickness of 151 nm. As thermoreflectance signal increased, the obtained thermal diffusivity rose slightly, but the magnitude of the signal and of the thermal diffusivity were shown to be independent of the power of the probe laser beam.

참고자료

· 없음