2000 Fiscal Year Annual Research Report
傾角熱反射法に基づくSi/NiFe/AlN機能性薄膜の熱的3次元構造測定装置開発
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12555171
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
早稲田 嘉夫 東北大学, 素材工学研究所, 教授 (00006058)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柴田 浩幸 東北大学, 素材工学研究所, 助手 (50250824)
佐藤 俊一 東北大学, 素材工学研究所, 助教授 (30162431)
太田 弘道 茨城大学, 工学部, 助教授 (70168946)
羽鳥 仁人 株式会社ベテルHR&D, 研究職
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| Keywords | フェムト秒パルスレーザー / YAGレーザー / 熱拡散率 / レーザーフラッシュ法 / 薄膜 |
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| Research Abstract |
本年度は装置の試作および検出系の時間応答性の検討を中心に研究を行った。新規に設置したYAGレーザーを用いて固体表面を瞬間的に加熱し、その後熱エネルギーが固体内へ拡散する速さから物質の熱拡散率を求める装置を試作した。試料表面の温度変化を赤外線検出器により非接触に計測し、試料表面の温度の減衰の速さから固体の熱拡散率を導出することに成功した。また、赤外線検出器の時間応答性を新規に導入したプログラマブルフィルター、シンセイサイザー、オシロスコープ等を用いて詳細に検討し、70KHz程度の時間応答性があることが明らかとなった。以上のように試料表面での温度計測および熱物性の導出法をほぼ確立することができた。薄膜の測定では、固体の表面の計測の場合と同様に試料の表面での温度の減衰を測定するが、さらに速い時間分解能が要求されるので、フェムト秒パルスレーザーを用いたポンプ・プローブ法により検討を行った。この手法で必要とされる光学遅延回路等必要な設備を試作が終了した。また、基板上に作成されたアルミニウム薄膜を測定例として、エリプソメータにより薄膜表面の光学定数を測定し、測定用レーザー光および計測用レーザー光の最適入射角度を理論的に検討した。以上の検討を踏まえて、測定系の最適化を行い、ポンブ・プローブ法による薄膜表面の温度応答がピコ秒の時間分解能で行える装置の試作を終了することができた。
今後は、測定データのレーザー光入射角度依存性をさらに検討するとともに、固体表面の温度応答の解析方法の検討を推進する
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[Publications] Hiromichi OHTA: "A New Laser Flash Method for Determining Thermal Conductivity of Molten Glass"Proc,James M.Toguri symp.,Fundamentals of Metal Processing. 19-30 (2000)
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[Publications] Hiroyuki SHIBATA: "Applicability for Platinum and Molybdenum Coatings for Measuring Thermal Diffusivity of Transparent Glass Specimens by the Laser Flash Method at High Temepratures"Mater.Trans.,JIM. 41. 692-696 (2000)
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[Publications] Hiromichi OHTA: "A Novel Laser Flash Technique to Measure thermal Effusivity of High Viscous Liquid at High Temperature"Rev Sci.Inst.. (印刷中). (2001)
