박막 분석

박막과 고체 물질을 특성화하기 위한 요구 사항은 경우에 따라 크게 다르므로 두 영역에 대해 서로 다른 측정 기법을 사용해야 합니다.

박막의 열전도율과 전기 전도율은 일반적으로 비슷한 고체 물질보다 낮습니다.
예를 들어, 상온에서 20nm Si 필름 또는 나노와이어의 열 전도성 람다는 고체 단결정보다 5배[1] 낮을 수 있습니다.
100nm 두께의 금막의 경우, 전기 및 열전도율도 거의 절반으로 줄어드는 것으로 나타났습니다[2].
일반적으로 수송 특성은 온도뿐만 아니라 두께에 따라 크게 달라진다고 할 수 있습니다 [3].

이러한 전도도 감소는 일반적으로 두 가지 근본적인 원인에 기인합니다.
한편으로 사용되는 박막 합성 기술은 종종 박막에 더 큰 불순물과 결함을 초래하여 재료 내에서 더 많은 무질서와 입자 경계를 초래하고, 결과적으로 더 많은 산란으로 이어져 열전도율과 전기 전도도가 감소합니다.
또한 원자적으로 완벽한 박막이라도 계면 산란과 포논 누출로 인해 열전도율이 떨어질 것으로 예상됩니다.
그러나 두 메커니즘은 평면 내 및 평면 간 수송에 서로 다른 영향을 미치므로 박막의 수송 특성은 일반적으로 이방성 거동을 보입니다.
이 효과는 해당 고체 재료가 등방성 거동을 보이는 경우에도 관찰할 수 있습니다.

[1] Li, Deyu 외.
“개별 실리콘 나노와이어의 열전도도.” 응용 물리학 편지 83.14 (2003): 2934-2936.

[2] 린세이즈, V., 볼클라인, F., 라이트, H., 닐쉬, K., 와이아스, P. 2018.
새로운 측정 플랫폼으로 특징지어지는 Au 및 Ti 나노필름의 열전 특성. Materials Today: Proceedings, ECT2017 컨퍼런스 논문집.

[3] 린세이즈, V., 볼클라인, F., 라이트, H., 휴네, R., 슈나트만, L., 닐쉬, K. 및 보아스, P. 2018.
새로운 측정 플랫폼으로 측정한 _Bi87Sb13 나노필름의 두께 및 온도 의존적 열전 특성. 반도체 과학 및 기술.