一种测量单个纳米颗粒比热的焦耳加热-针尖增强拉曼闪光法

作     者：樊傲然 李秦宜 马维刚 张兴 Aoran Fan;Qinyi Li;Weigang Ma;Xing Zhang

作者机构：清华大学工程力学系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084 Department of Aeronautics and AstronauticsKyushu UniversityNishi-kuFukuoka 819-0395Japan 

出 版 物：《科学通报》 (Chinese Science Bulletin)

年 卷 期：2018年第63卷第27期

页      面：2896-2903页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(51636002) 国家自然科学基金创新研究群体项目(51321002,51621062)资助 

主　　题：纳米颗粒 测量方法 比热 拉曼闪光法 

摘      要：纳米颗粒在复合材料及纳米器件中有广泛的应用,研究单个纳米颗粒的性能对纳米科技的发展有至关重要的作用.然而,受限于传统测量方法的空间分辨率,目前尚未报道有效的测量单个纳米颗粒热物性的方法.本文利用焦耳加热和针尖增强拉曼闪光法,设计了一种测量单个纳米颗粒比热的方法.将单个纳米颗粒放置在基底上,使用镀铂的探针作为加热器和温度探测器,探针接触纳米颗粒,通过稳态方法测量抽真空前后探针在同一温度下不同的发热量,即可通过比较求得纳米颗粒的对流换热系数;通过针尖增强拉曼散射方法,使用激光加热纳米颗粒,可获得纳米颗粒温度随时间变化曲线,结合稳态方法测定的对流换热系数,即可测定纳米颗粒的比热容和激光吸收率.分析可知,1 ns左右的激光脉冲分辨率即可满足常规状况下直径为100 nm的纳米颗粒比热的测量要求.