标题：通过光学卓越重新定义热性能分析——频域热反射显微镜
盈思拓科技

InFocus κ FDTR是日本ScienceEdge公司推出的一款频域热反射显微镜，基于创新的频域热反射显微镜技术（FDTR），可精准测量薄膜、微结构的热导率等热学性质并观测其分布状态。其核心技术突破在于：通过光学系统将激光光斑尺寸缩小至接近衍射极限，且能精确调控照射位置。通过圆柱坐标系下的三维热扩散模型进行定量分析，该系统可实现各向异性热导率的评估。此外，微小激光光斑还可用于单个微小颗粒（如散热填料）的热学特性评估。

设备特点
•微尺度热导率精确测量：无论是薄膜、微粒（如18 μm单晶氧化铝颗粒）还是各向异性材料（如La5Ca6CuzO41单晶），它都能准确测量材料的热导率。
•热边界传导量化：精准测定深层界面热传导性能，例如比较物理气相沉积（PVD）与溅射法制备的金薄膜界面传导差异（TBC分别为138.0 MW/m²·K与306.5 MW/m²·K）。 
•三维热扩散建模：通过激光扫描与光束偏移技术，同步分析面内与面外热导率，揭示材料各向异性特性。 
•高效数据采集：单次相位曲线测量仅需10分钟，支持从低频到高频（10 kHz–100 kHz）的宽频段扫描。

设备参数

应用领域
•薄膜及颗粒的热导率测量 
•各向异性材料的热导率测量 
•界面热导（薄膜间或薄膜与基底间） 
•热物理性质的微区Mapping测量

测试数据
☑ 薄膜材料分析
对四种不同Sn含量的非晶GeSn薄膜（厚度约100 nm）的测试表明，热导率随锡含量增加而下降（0.44–0.55 W/m·K）。
（或可替代：对四种非晶态GeSn薄膜的导热性能进行了研究，每种薄膜厚度约为100 nm，均在硅基板上沉积，并具有不同浓度的锡。结果表明，随着锡含量的增加，导热系数降低。）

☑ 界面热导测量（Thermal boundary conductance）
PVD方法制备的换能器TBC值为138.0 MW/m²·K，而溅射法制备的换能器TBC值提升至306.5 MW/m²·K，约为前者的两倍
（或可替代：通过比较数据展示了PVD和溅射两种沉积方法对金转换器与蓝宝石基板界面热边界导热率（TBC）的影响。结果显示，PVD方法的TBC为138.0 MW/m²·K，而溅射方法的TBC为306.5 MW/m²·K，尽管两种方法下基板的热导率(κ)基本保持不变。）

☑ 颗粒测量
下图展示了一个评估粒径为18 μm的单晶氧化铝颗粒热导率的案例研究。由于这些颗粒具有粗糙的多面体结构，因此需要仔细挑选具有平坦表面的颗粒，并将激光聚焦于平坦表面中心以获得镜面反射信号。拟合结果表明，该颗粒的热导率与块状氧化铝相当

☑ 块体材料测量
下图展示了在蓝宝石与金刚石基板上进行的热导率测量。拟合结果表明：蓝宝石基板的热导率为30.8 W/m·K，而金刚石基板则高达2820.0 W/m·K，证明即使对超高热导率的材料Infocus κ FDTR 也能实现精确定量评估。

☑ 各向异性材料测量
通过将热导率分解为面内和面外分量，在拟合过程中揭示了单晶La5Ca9Cu24O41（LCCO）的各向异性热导率。结果证实，面内热导率较高，主要由磁振子（magnons）引起；而面外热导率较低，主要由声子（phonons）主导。







☑ 热边界导热系数（融合键合硅界面）
一项模拟研究考察了FDTR是否能检测到融合键合硅片界面处复合热边界导热系数（c-TBC）的变化——这是多层电介质层和界面的综合效应。假设c-TBC为4.0 MW/m²·K，变化范围±40%，光束直径为50微米，研究结果表明，在10至50千赫兹的低频范围内进行测量，可以评估20微米厚的硅层下的性能。