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논문 기본 정보

자료유형
학술저널
저자정보
김윤영 (충남대학교 기계공학부)
저널정보
한국재료학회 한국재료학회지 한국재료학회지 제29권 제9호
발행연도
2019.1
수록면
547 - 552 (6page)

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In the present study, the thermal conductivity of a silicon nitride($Si_3N_4$) thin-film is evaluated using the dual-wavelength pump-probe technique. A 100-nm thick $Si_3N_4$ film is deposited on a silicon (100) wafer using the radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition technique and film structural characteristics are observed using the X-ray reflectivity technique. The film's thermal conductivity is measured using a pump-probe setup powered by a femtosecond laser system of which pump-beam wavelength is frequency-doubled using a beta barium borate crystal. A multilayer transient heat conduction equation is numerically solved to quantify the film property. A finite difference method based on the Crank-Nicolson scheme is employed for the computation so that the experimental data can be curve-fitted. Results show that the thermal conductivity value of the film is lower than that of its bulk status by an order of magnitude. This investigation offers an effective way to evaluate thermophysical properties of nanoscale ceramic and dielectric materials with high temporal and spatial resolutions.

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