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Organisationseinheit der BAM
Nanotechnologien werden gegenwärtig als leistungsfähige Oberflächentechniken in erheblichem Umfange industriell genutzt. Dabei spielen dünne Schichten und deren Kenndaten eine wesentliche Rolle, z.B. als Röntgenspiegel oder optische und magnetooptische Datenträger. Die Schichtdicke zählt hierbei zu den technologisch wichtigen Parametern. Abgeleitet von Anwenderinteressen, werden für die Röntgenreflektometrie (XRR bzw. GIXR), Elektronenstrahl-Mikroanalyse (EPMA) und Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) einerseits und die Ellipsometrie andererseits zugeschnittene Schichtdickenmaßverkörperungen (SDM) entwickelt, gefertigt und untersucht. Das Ziel ist die Bereitstellung praxistauglicher, kalibrierter SDM, im weiteren Schichtdickennormale (SDN) genannt. SDN sind Maßverkörperungen, für die der Schichtdickenwert mit einer definierten Messunsicherheit bekannt und auf ein metrologisch anerkanntes Längennormal zurückgeführt ist. Berichtet wird über die Herstellung und messtechnische Charakterisierung der beiden spezifischen Varianten von Maßverkörperungen.
The photoacoustic measurement technique is a powerful yet underrepresented method to characterize the thermal transport properties of thin films. For the case of isotropic low thermal diffusivity samples, such as glasses or polymers, we demonstrate a general approach to extract the thermal conductivity with a high degree of significance. We discuss in particular the influence of thermal effusivity, thermal diffusivity, and sample layer thickness on the significance and accuracy of this measurement technique. These fundamental thermal properties guide sample and substrate selection to allow for a feasible thermal transport characterization. Furthermore, our data evaluation allows us to directly extract the thermal conductivity from this transient technique, without separate determination of the volumetric heat capacity, when appropriate boundary conditions are fulfilled.
Using silica, poly(methyl methacrylate) (PMMA) thin films, and various substrates (quartz, steel, and silicon), we verify the quantitative correctness of our analytical approach.