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2026/01/13

周波数領域サーモリフレクタンス法による熱物性測定

論文タイトル
The Frequency Domain Thermoreflectance Technique for Thermal Property Measurements
論文タイトル(訳)
周波数領域サーモリフレクタンス法による熱物性測定
DOI
10.3791/68908-v
ジャーナル名
Journal of Visualized Experiments(JoVE)
巻号
J. Vis. Exp. (226), e68908
著者名(敬称略)
Alesanmi R. Odufisan(Northwestern University)、 塩見 淳一郎(東京大学) 他
所属
東京大学 工学系研究科 総合研究機構/機械工学専攻 熱エネルギー工学研究室/塩見・李・浅野研究室
著者からのひと言
FDTR法は,レーザー光を用いて材料に触れることなく,非常に小さな領域で熱の伝わり方を調べることができる計測手法です.サーモリフレクタンス法は近年,広く用いられるようになっていますが,本論文ではFDTR法を実際に運用するための基本的な測定手順や注意点を整理し,材料の境界部分において熱の流れがどのように変化するかを具体例とともに紹介しています.FDTR装置の新規導入や測定条件の検討を行う際の参考資料としてご活用いただければ幸いです.

抄訳

周波数領域サーモリフレクタンス(FDTR)法は,材料の熱物性を非破壊かつマイクロスケールの空間分解能で評価できる光学的計測手法である.本手法では,周波数変調したポンプレーザーによって試料表面に周期的な温度変化を与え,プローブレーザーを用いてその局所的な熱応答を検出する.得られた信号を熱輸送モデルに基づいて解析することで,試料の熱伝導率などの熱物性を評価できる.本論文では,FDTR法の実装方法や局所熱伝導率測定の具体的な手順を体系的に解説するとともに,レーザー条件が測定結果に与える影響や誤差要因,不確かさの評価について詳述する.さらに,具体例として単結晶シリコン基板間の界面近傍を対象とした熱伝導率イメージングを行い,界面が局所的な熱輸送特性に影響を与える様子を可視化する.FDTR法は,熱電材料などにおける界面熱抵抗の理解や,材料・デバイス設計の高度化に貢献するものである.

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