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Photoacoustic thermal characterization of low thermal diffusivity thin films

DOI zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: https://doi.org/10.15495/EPub_UBT_00006465
URN zum Zitieren der Version auf EPub Bayreuth: urn:nbn:de:bvb:703-epub-6465-4

Titelangaben

Herrmann, Kai ; Pech-May, Nelson W. ; Retsch, Markus:
Photoacoustic thermal characterization of low thermal diffusivity thin films.
In: Photoacoustics. Bd. 22 (Juni 2021) . - No. 100246.
ISSN 2213-5979
DOI der Verlagsversion: https://doi.org/10.1016/j.pacs.2021.100246

Volltext

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Format: PDF
Name: 1-s2.0-S2213597921000082-main.pdf
Version: Veröffentlichte Version
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Angaben zu Projekten

Projekttitel:
Offizieller Projekttitel
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Open Access Publizieren
Ohne Angabe
SFB 840 - Von partikulären Nanosystemen zur Mesotechnologie
B7

Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Abstract

The photoacoustic measurement technique is a powerful yet underrepresented method to characterize the thermal transport properties of thin films. For the case of isotropic low thermal diffusivity samples, such as glasses or polymers, we demonstrate a general approach to extract the thermal conductivity with a high degree of significance. We discuss in particular the influence of thermal effusivity, thermal diffusivity, and sample layer thickness on the significance and accuracy of this measurement technique. These fundamental thermal properties guide sample and substrate selection to allow for a feasible thermal transport characterization. Furthermore, our data evaluation allows us to directly extract the thermal conductivity from this transient technique, without separate determination of the volumetric heat capacity, when appropriate boundary conditions are fulfilled. Using silica, poly(methyl methacrylate) (PMMA) thin films, and various substrates (quartz, steel, and silicon), we verify the quantitative correctness of our analytical approach.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Keywords: Thermal conductivity; Thermal wave; Thermal transport metrology; Photoacoustic characterization; Effusivity mismatch; Thermal diffusivity; Thin film characterization; Nanoscale thermal transport
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik
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Forschungseinrichtungen > Institute in Verbindung mit der Universität > Bayerisches Polymerinstitut (BPI)
Sprache: Englisch
Titel an der UBT entstanden: Ja
URN: urn:nbn:de:bvb:703-epub-6465-4
Eingestellt am: 06 Jul 2022 08:32
Letzte Änderung: 06 Jul 2022 08:32
URI: https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/6465

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