分光顕微鏡シリーズ InFocus(インフォーカス(


周波数領域サーモリフレクタンス顕微鏡

InFocus FDTR

回折限界に迫るサイズのレーザースポットを
精密にスキャンできるガルバノスキャナーを搭載。
画期的な三次元ナノ熱分析を可能にした
レーザー走査型FDTR顕微鏡。

サンプル画像

主な特長

  • サブミクロンから数ミクロンオーダーの薄膜や微小物の熱物性値を測定できます。

    高精度なレーザービーム走査機構を搭載し
    プローブ光の照射位置を自由に制御。

  • 微粒子の熱伝導率測定や薄膜の熱伝導率の異方性評価も可能にする顕微タイプのFDTR。

    微粒子の熱伝導率測定や薄膜の熱伝導率の
    異方性評価も可能にする顕微タイプのFDTR。

  • オプションの高分解能ラマン分光機能で試料の結晶性評価や応力解析も可能です。

    オプションの高分解能ラマン分光機能で
    試料の結晶性評価や応力解析も可能です。


  • 概要
  • 主な仕様
  • アプリケーション
  • 論文紹介

製品概要


InFocus FDTRは、物体表面の光の反射率が温度によって変化する現象(サーモリフレクタンス)を利用して、薄膜や微小構造の熱伝導率などの熱物性値を測定し、その分布を観察する周波数領域サーモリフレクタンス(FDTR)顕微鏡です。ポンプ用CWレーザーによってサンプル表面を最大50MHzの高周波で周期加熱し、温度応答の位相遅れをプローブ用CWレーザーを用いて検出して、サンプルの熱物性値を測定します。


InFocus FDTRは、TDTR法(時間領域サーモリフレクタンス法)と同様に、バルクはもちろん、サブミクロンから数ミクロンオーダーの薄膜や微小物の分析が可能です。測定条件等を選ぶことで、サンプルの深さ方向熱伝導率Kz、面内熱伝導率Kr、界面熱コンダクタンスG、熱容量Cなどのさまざまな熱物性値を測定できます。TDTR法では必須の超短パルスレーザーや遅延ステージは不要です。


(FDTR法についての詳細は「周波数領域サーモリフレクタンス(FDTR)法のご紹介」をご覧ください)


さらに、オプションで高分解能ラマン分光測定機能を搭載することが可能です。ラマン分光測定により、サンプルの結晶性や残留応力などの情報を得ることで、1台の装置で多角的な材料分析が可能となります。



面直方向および面内方向の熱伝導率測定

InFocus FDTRは、レーザービームのスポット径をマイクロメートルオーダーまで絞り込んで測定します。そのため、多くの試料において、三次元での熱拡散現象が生じます。そこで、解析時の物理モデルには円柱座標を用いた三次元熱拡散モデルを用います。熱伝導率に異方性のある材料を測定する場合、面直方向の熱伝導率と面内方向の熱伝導率をフィッティングパラメータとして、熱伝導率の異方性を評価することも可能です。


In-planeThermalConductivity



独自のレーザースキャン機能を搭載

サイエンスエッジが得意とするレーザー走査光学系を搭載。ソフトウェアの顕微鏡画像の任意の位置をクリックするだけで、プローブ光の位置を瞬時に変えることが可能です。サンプル表面に対するプローブ光の入射角は垂直に維持されるため、スポット径の歪みを気にする必要はありません。



構成・仕様


仕様

仕様
型番 InFocus FDTR
ポンプ光 445 nm
スポット径: 1 um以下 ~ 5 um(可変)
プローブ光 514 nm
スポット径: およそ1 um
対応トランスデューサー Au
変調周波数領域 200 kHz - 50 MHz
その他 マッピング測定機能
異方性測定対応
高分解能ラマン分光機能(オプション)

※製品の仕様は予告なく変更する場合がございます。あらかじめご了承の上、詳細は都度ご確認ください。
※掲載の製品外観はコンセプトモデルであり、実際の製品外観とは異なります。あらかじめご了承ください。


アプリケーション


周波数領域サーモリフレクタンス法を用いたアモルファス Ge1-xSnx 薄膜の熱伝導率の測定

Sn 組成の異なるアモルファス Ge1-xSnx 薄膜の熱伝導率を周波数領域サーモリフレクタンス法(FDTR)を用いて測定しました。その結果、アモルファス Ge1-xSnx 薄膜の熱伝導率は Sn組成が6%から 13%へ増加するにつれて 0.50 W/mK から 0.44 W/mK に減少し、最小熱伝導率モデルで計算されるアモルファス限界値とよく合致する傾向を示すことが分かりました。


論文紹介


廣谷 潤, 太田 泰輔
“周波数領域サーモリフレクタンス法における異⽅性材料の熱計測誤差低減技術の開発”
第69回応用物理学会春季学術講演会, 22p-P03-23 (2022)