超短激光脉冲交流量热法研究

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1、大连理工大学硕士学位论文超短激光脉冲交流量热法研究姓名：陈海军申请学位级别：硕士专业：测试计量技术及仪器指导教师：马灵芝20020301Abs；tractTheheattransferandthermophysicalpropertiesofthinfilms，includingthermalconductivityandthermaldiffusivity,differfromthecorrespondingbulkmaterialwhenitcomesintomicroscaleregime．Analysisandmeasurementoftherrnophy

2、sicalpropertiescontributetomicroscaleheattransfer,heattransferabilityandheatdispersionvelocityofmicro—deviceanddevelopingnewmicro—device．Firstthispaperintroducesthedevelopmentofmicroscaleheattransferfromtheory,experimentandcomputerSimulation．Thenitanalysestheheattransfermechanismdurin

3、gshort-pulseheatingofmetalsandthemicroscaleheatconductionindielectricthinfilms．LastitexpatiatesontheprincipteofACcalorimetricmethodanditsexperimentaltechniques．TomeasRrcthethinfilm’SdiffusivityatestingsystembasedontheAC。calorimetricmethodissetup，inwhichalaserSoLtrccisusedtoheatupthesa

4、mples．Usingthesystem，thethermaldiffusivityofthreethin-filmswiththethicknessof1000Aand5000Aweremeasured，respectively．Theresultsshowthatthethermaldiffusivityofthinfilmissmallerthanitscorrespondingbulkmaterial．andwitllthedecreasingofthethickness，thethermaldiffusivityalsodecreasing．Thispa

5、percomesfromtheprojectof“Microscaleheattransferinmicro—sensor'’,whichisthesubprojectof“MicroscaleheatWansferinspaceflighttechniqueandinforillationdevices”fromtheNationalNatureScienceFundKeyWords：DielectricthinfilmsMicroscaleACcalorimetricmethodThermaldiffusivity7超短激光脉冲交流量热法研究第一章绪论本章主要

6、阐明微尺度热传输的基本概念、研究手段和发展现状以及本论文的研究内容。§1．1微尺度热传输概述微尺度热传输问题首先是在微电子领域提出的。随着电子计算机容量和速度的快速发展以及导弹、卫星和军用雷达对高性能模块和高可靠大功率的要求，一方面器件的特征尺寸越来越小，已经向微米、亚微米量级发展；另一方面，器件的集成度自1959年以来每年以40％～50％高速度发展。80年代中期，每个芯片上就有106个元件，虽然每一个元件的功率很小，但是这样高的集成度使得热流密度高达5×105W／m2。要在毫米甚至微米量级的器件尺度上把这样高的热量带走，传统的冷却技术和传热法已经不再适用。由于微

7、电子器件的可靠性对温度十分敏感，器件温度在70～80。C水平上，每增加l℃，其可靠性将下降5％。所以微电子器件的冷却问题在80年代中期已经成为国际微电子界和国际传热界的研究热点““。进入90年代以来，微米、纳米技术的发展很快。随着器件的构件尺寸进一步减小，以及微米、纳米激光加工的特征时间的缩短(10。12s～10。5s)，对传统的传热学和流体力学提出了挑战，迫切要求对空间和时间微尺度条件下传热和流动的特点和规律的研究。因此国际上正在逐步形成一个微尺度的一个新的分支科学，例如在1997年，国际传热传质中心首次召开了微传热的国际会议(InternalionalSymp

8、osium