閃光法測不良導(dǎo)體熱導(dǎo)率實驗報告(北大)

1、1閃光法測不良導(dǎo)體熱導(dǎo)率實驗報告 閃光法測不良導(dǎo)體熱導(dǎo)率實驗報告一、 一、實驗?zāi)康?實驗?zāi)康?. 測量不良導(dǎo)體的熱導(dǎo)率。2. 了解一種測定材料熱物性能參數(shù)的方法。3. 了解熱物性參數(shù)測量中的基本問題。4. 學(xué)習(xí)正確使用高壓脈沖光源和光路調(diào)節(jié)技術(shù)以及用計算機(jī)控制實驗和采集、處理數(shù)據(jù)。二、 二、實驗儀器 實驗儀器儀器包括閃光法熱導(dǎo)儀（包括高壓脈沖氙燈和光源、光學(xué)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、待測樣品、P-N 結(jié)溫度傳感器、放大電路、AD/DA 卡、微機(jī)、軟件等

2、） 。 本實驗裝置分為三部分：①光學(xué)系統(tǒng) ②測溫系統(tǒng) ③數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)。裝置框圖見圖 2 所示。 圖2 測量系統(tǒng)示意框圖 1、光學(xué)系統(tǒng) 包含高壓脈沖氙燈，氙燈電源，橢球反光鏡，樣品和樣品盒，氙燈及樣品的三維調(diào)節(jié)裝置。實驗所用的高壓脈沖氙燈形狀為直管式。當(dāng)電極兩端加高壓600-1000V，極間放電，發(fā)出耀眼的白光。本實驗就是利用氙燈的瞬間放電對試樣進(jìn)行加熱。 32. 閃光法閃光法是給一個四周絕熱、厚度為 L 的薄圓片（要

3、求圓片半徑遠(yuǎn)大于厚度，這樣才可以忽略側(cè)面散熱，近似看成一維熱傳導(dǎo)問題）試樣加一脈沖的電流加熱熱流，在另一方面測出的溫度隨時間的變化關(guān)系，確定熱擴(kuò)散率，從而計算出材料熱導(dǎo)率的一種測量方法。原理圖如上圖所示:假設(shè)有一束能量為 的脈沖光在 時照射在試樣表面，且并試樣均勻吸收，可以認(rèn) Q 0 ? t為在距離表面的微小距離 內(nèi)試樣升溫為 l? ? ?? ? ?? ? ? ? ?) ( 0 ) 0 , () 0 ( / ) 0 , (L x l x

4、 Tl x l c Q x T ?并且， 如果以上式為邊界條件的話，得到在試樣背面處溫度可以表示為? ??? ?? ? ? ? ? ???122 2) exp( ) 1 ( 2 1 ) , (nn DtLncLQ t L T ??且當(dāng) 時， 達(dá)到最大，有， ? ? t ) , ( t L T clQ TM ? ?若定義： ，，則可以得到：M Tt L T t L V ) , ( ) , ( ? 2 2 / L Dt ? ? ?，如下圖