[发明专利]一种纳米带热阻接触方法及装置

说明书

本申请公开了一种纳米带热阻接触方法及装置，属于固体材料热物性参数测试技术领域。该装置主要通过电场驱动将毛细管中的液体喷射到热源、热沉上，液体挥发过程中依靠表面张力将样品贴紧在热源、热沉上，从而降低样品同热源、热沉之间的接触热阻，实现非接触润湿，避免引起热源、热沉晃动，样品损伤率大幅降低，进而实现在保证不损伤样品的前提下降低样品同热源、热沉之间的接触热阻。

技术领域

本申请涉及固体材料热物性参数测试技术领域，特别涉及一种纳米带热阻接触方法及装置。

背景技术

在一维纳米结构导热系数的测试中，应用最广的测试技术是稳态热桥法。在稳态热桥法中，热源、热沉是悬空的，面积通常在400 µm²以下。被测样品搭接在热源、热沉上，测量得到的表观热阻包括样品的本征热阻以及样品与热源、热沉间的接触热阻。为了保证表观热阻能够尽可能接近样品的本征热阻，要求接触热阻远小于样品的本征热阻。

为了降低接触热阻，通常采用电子束诱导沉积技术在样品与热源、热沉接触处沉积金属。实验表明，沉积金属确实可以有效降低接触热阻。然而，电子束诱导沉积成本非常高，并容易造成样品的污染。特别地，聚合物纳米结构在经过电子束辐照后，其导热性能会有大幅改变。因此电子束诱导沉积不能用来降低聚合物纳米结构和热源、热沉间的接触热阻。申请号为201911415504.9专利公布了一种液体辅助降低纳米带接触热阻的方法，该方法利用注射器压缩空气将毛细管中的液体挤出至热源、热沉上，热源、热沉上的液体在挥发过程中利用表面力将纳米带贴紧在热源、热沉上。该方法成本低廉，不会改变聚合物的性质。

然而，在该方法中，毛细管出液口必须和悬空的热源、热沉接触，在液体挤出过程中经常会引起热源、热沉晃动导致样品被损坏的问题。

发明内容

本发明提供了一种纳米带热阻接触方法及装置。用于解决在液体挤出过程中经常会引起热源、热沉晃动导致样品被损坏的问题。所述技术方案如下：

根据本申请的一个方面，提供了一种纳米带热阻接触装置，所述装置包括：热源1、热沉2、纳米带3、毛细管4、湿润用液体5、微操纵仪6和电极7；

所述热源1和热沉2并行构成悬空微器件；所述纳米带3的两端分别搭接在所述热源1和热沉2上；所述湿润用液体5用于湿润所述热源1和热沉2；

所述毛细管4固定于所述微操纵仪6上；所述毛细管4内注入有所述湿润用液体5并插入所述电极7，所述电极7用于导电；

所述电极7和所述热源1上施加电势差8条件下，所述毛细管4中的湿润用液体5喷射到所述热源1表面形成液膜9；去除所述电势差8条件下，所述液膜9挥发，所述纳米带3紧贴于所述热源1，所述纳米带3同所述热源1之间的接触热阻降低；

所述微操纵仪6用于操作所述纳米带3位置和用于操控所述毛细管4的出液口移至所述热源1的侧上方。

在一个可选实施例中，所述微操纵仪6的操作在光学显微镜下进行。

在一个可选实施例中，所述毛细管4的一端尖头设计用作出液口；所述毛细管4的另一端作为液体注入口。

在一个可选实施例中，所述毛细管4尖头处内径为1微米；所述毛细管4的另一端处内径为0.5毫米。

在一个可选实施例中，所述毛细管4与所述待润湿的热源1和热沉2不接触。

在一个可选实施例中，所述电极7为与所述润湿用液体5不发生反应的导电材料。

在一个可选实施例中，所述电势差8为1.5kV。

根据本申请的另一方面，提供了一种纳米带热阻接触方法，所述方法用于上述方面所述的纳米带热阻接触装置，所述方法包括：

第一步，在光学显微镜下，所述微操纵仪6将所述纳米带3搭接在所述热源1和热沉2上；

第二步，向所述毛细管4中注入用于润湿所述热源1和热沉2的湿润用液体5；