【摘 要】
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纳米材料热传递特性的高精度原位测量,是传热学研究中亟待解决的关键问题.拉曼光谱法是目前最理想的纳米尺度非接触式原位测量方法之一,但现有的瞬态拉曼光谱法时间、空间分辨率较低,显著影响了测量精度.该文研发了时间分辨率可达100 ps、空间分辨率可达100 nm的双波长闪光拉曼测量系统:搭建一束较强的脉冲激光加热样品,使用另一束波长不同的、无加热效应的脉冲激光作为探测光,激发待测样品和基底的拉曼光谱,借助拉曼峰位偏移同时测定样品和基底温度.通过调整探测脉冲和加热脉冲之间的时间差,可高时间分辨率地获得样品和基底的
【机 构】
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清华大学工程力学系,热科学与动力工程教育部重点实验室,北京100084
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纳米材料热传递特性的高精度原位测量,是传热学研究中亟待解决的关键问题.拉曼光谱法是目前最理想的纳米尺度非接触式原位测量方法之一,但现有的瞬态拉曼光谱法时间、空间分辨率较低,显著影响了测量精度.该文研发了时间分辨率可达100 ps、空间分辨率可达100 nm的双波长闪光拉曼测量系统:搭建一束较强的脉冲激光加热样品,使用另一束波长不同的、无加热效应的脉冲激光作为探测光,激发待测样品和基底的拉曼光谱,借助拉曼峰位偏移同时测定样品和基底温度.通过调整探测脉冲和加热脉冲之间的时间差,可高时间分辨率地获得样品和基底的温度变化曲线,进而测定纳米材料热扩散率.通过改变探测激光与加热激光的光斑中心距,可高空间分辨率地获得样品温度空间分布,从而进一步提高瞬态测量灵敏度,并可实现对有基底支撑纳米材料与基底之间接触热导的测量.基于上述测量系统,该文测量了有基底支撑双层石墨烯的热传递特性,并与文献结果进行了对比,分析说明了此系统的测量优势.
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