[发明专利]一种圆形截面一维纳米结构间接触热阻的测试方法

摘要

本发明公开了一种圆形截面一维纳米结构间接触热阻的测试方法，在光学显微镜或扫描电镜下，使用微操纵仪将一根圆形截面一维纳米结构掰成2段，分别搭接在悬空微器件的热源、热沉上，并使这两段样品在热源、热沉之间形成平行接触，采用热桥法对该试样进行测试，得到表观热阻Rtot1；在光学显微镜或扫描电镜下，使用微操纵仪将这两段样品由平行接触变为交叉接触，采用热桥法对该试样进行测试，得到表观热阻Rtot2；两段样品间单位面积的接触热阻可以近似为RCA＝(Rtot2‑Rtot1)×Ac2，其中Ac2为两段样品之间交叉接触的接触面积。本发明提高了测试成功率，降低了对样品质量一致性要求，提高了测试精度。

主权项

1.一种圆形截面一维纳米结构间接触热阻测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在光学显微镜或扫描电镜下，使用微操纵仪将一根圆形截面一维纳米结构掰成2段，分别记为样品A和B；步骤2，在光学显微镜或扫描电镜下，使用微操纵仪将样品A和B分别搭接在悬空微器件的热源、热沉上，并使样品A、B在热源、热沉之间形成平行接触；步骤3，采用热桥法对该试样进行测试，得到表观热阻R_tot1，且R_tot1为R_tot1＝R_mh1+R_mc1+R_s1                        (1)其中，R_mh1和R_mc1分别为本次测试中样品A和热源之间、样品B和热沉之间的接触热阻，R_s1为热源、热沉之间平行接触试样的本征热阻，R_s1为R_s1＝R_1/L×(L_CE+L_EF/2+L_DF)+f×R_CA/A_c1                (2)R_1/L为样品A和B单位长度的本征热阻，L_CE为CE间样品A的长度，C为样品A同热源边缘的接触点，E为样品A和B平行接触的起点，L_EF为EF间样品平行接触的长度，F为样品A和B平行接触的终点，L_DF为DF间样品B的长度，D为样品B同热沉边缘的接触点，R_CA为样品A、B之间单位面积的接触热阻，A_c1为样品A、B之间在EF平行接触段的接触面积，由热学模型可得f的表达式其中其中，w为样品A、B之间平行接触时接触面的宽度；步骤4，在光学显微镜或扫描电镜下，使用微操纵仪将样品A和B由平行接触变为交叉接触，在此过程中要保证样品A和热源之间的接触没有改变，样品B和热沉之间的接触没有改变，样品A和B交叉接触点G要位于平行接触段EF之间，且要满足试样测试长度同步骤2中近似相等，即L_CG+L_DG≈L_CE+L_EF/2+L_DF                 (4)；步骤5，采用热桥法对该试样进行测试，得到表观热阻R_tot2，且R_tot2为R_tot2＝R_mh2+R_mc2+R_s2                    (5)其中，R_mh2和R_mc2分别为本次测试中样品A同热源之间、样品B和热沉之间的接触热阻，R_s2为热源热沉之间交叉接触试样的本征热阻，R_s2为R_s2＝R_1/L×(L_CG+L_DG)+R_CA/A_c2                     (6)其中，A_c2为该试样中样品A、B之间的接触面积；步骤6，由于在上述步骤4中，保持了样品A和热源之间的接触没有改变，样品B和热沉之间的接触没有改变，因而有R_mh1＝R_mh2，R_mc1＝R_mc2，还保持了试样被测长度基本相等，即公式(4)，因此，由公式(1)、公式(5)式可以得到样品A、B间单位面积的接触热阻对于圆形截面一维纳米结构而言，A_c1远大于fA_c2，因此公式(7)可以近似为R_CA＝(R_tot2‑R_tot1)×A_c2                 (8)即通过步骤3和步骤5中的两次测量，得到平行接触试样和交叉接触试样的总热阻，由公式(8)计算得到圆形截面一维纳米结构单位面积的接触热阻。