مطالعۀ ضریب پخش گرمایی لایه‌های فوق نازک فلزی با استفاده از بیناب‌نمایی عدسی گرمایی

با وجود تحولات باورنکردنی در روش های پیشرفتۀ مشخصه یابی مواد، این شاخۀ تحقیقاتی با چالش های علمی و فنی متعددی روبرو است. بیناب نمایی عدسی گرمایی به عنوان یک روش حساس و غیرمخرب بر پایۀ نورشناخت جهت تعیین ویژگی های نورگرمایی مواد و همچنین  تشخیص ناخالصی ها در محلولات به شمار می رود. در این تحقیق با استفاده از روش بیناب نمایی عدسی گرمایی به بررسی ضریب پخش گرمایی لایه‌های فوق نازک نقره، تهیه شده به روش کندوپاش مغناطیسی، می پردازیم. برای این منظور مدل نظری شن بر سیگنال تجربی به دست آمده برازش داده شده و به دنبال آن ضریب پخش گرمایی نمونه استخراج می شود. نتایج به دست آمده به وضوح نشان می دهند در محدودۀ ضخامتی مورد بررسی (nm15>)، ضریب پخش گرمایی با افزایش ضخامت افزایش می‌یابد. علاوه‌بر‌آن یافته های ما موید این موضوع هستند که در ناحیۀ ضخامت بسیار نازک، ضریب پخش گرمایی به دست آمده وابستگی ضعیفی به تغییر ضخامت لایۀ نقره دارد. این موضوع را می‌توان با رفتار دو بعدی پخش گرما در نانو لایه‌های فوق نازک فلزی توضیح داد.

study of thermal diffusivity coefficient of ultrathin metal layers using thermal lens spectroscopy

in spite of the incredible evolutions of advanced material characterization methods, this field of research faces different technical and scientific challenges. thermal lens spectroscopy is known as a sensitive and nondestructive optical based technique to characterize the opto-thermal properties of materials and also to diagnose the impurities in the solutions. in this research, by engaging thermal lens spectroscopy, we investigate the thermal diffusivity coefficient of ultrathin silver layers, prepared by magnetron sputtering. for this propose, the shen theoretical model is fitted to the obtained empirical signal and subsequently, the thermal diffusivity coefficient will be extracted. the results clearly show that, in the investigated interval thickness (<15nm), the thermal diffusivity coefficient increases by increasing the thickness. furthermore, our findings reveal that in the very fine thickness region, the thermal diffusivity coefficient shows a fair dependence on the thickness of the silver layers. this might be explained by 2d behavior of the thermal diffusivity for ultrathin metal nanolayers.