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Experimental study on the in-plane thermal conductivity of Au nanofilms

Progress in Natural Science:Materials International 2007年第2期17卷 212-216页

作者： TAKAHASHI Koji IKUTA Tatsuya FUJII Motoo Fukuoka 812-8581 Graduate School of Engineering Kyushu University Institute for Materials Chemistry and Engineering Japan Kasuga 816-8580

The in-plane thermal conductivity of Au nanofilms with thickness of 23 nm, which are fabricated by the electron beam-physical vapor deposition method and a suspension technology, is experimentally measured at 80-300 K by a one-dimensional steady-state electrical heating method. Strong size effects are found on the measured nanofilm thermal conductivity. The Au nanofilm in-plane thermal conductivity is much less than that of the bulk material. With the increasing temperature, the nanofilm thermal conductivity increases. This is opposite to the temperature dependence of the bulk property. The Lorenz number of the Au nanofilms is about three times larger than the bulk value and decreases with the increasing temperature, which indicates the invalidity of the Wiedemann-Franz law for metallic nanofilms.

关键词： nanofilm in-plane thermal conductivity size effect Wiedemann-Franz law.

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Experimental Studies on Thermal and Electrical Properties of Platinum Nanofilms

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Chinese Physics Letters 2006年第4期23卷 936-938页

作者：张兴张清光曹炳阳 FUJII Motoo TAKAHASHI Koji IKUTA Tatsuya Key Laboratory for Thermal Science and Power Engineering of Ministry of Education Tsinghua University Beijing 100084 Institute for Materials Chemistry and Engineering Kyushu University Kasuga 816-8580 Japan Graduate School of Engineering Kyushu University Fukuoka 812-8581 Japan

We experimentally studied the in-plane thermal and electrical properties of a suspended platinum nanofilm in thickness of 15 nm. The measured results show that the in-plane thermal conductivity, the electrical conductivity and the resistance-temperature coefficient of the studied nanofilm are much less than those of the bulk material, while the Lorenz number is greater than the bulk value. Comparing with the results reported previously for the platinum nanofilm in thickness of 28 nm, we further find that the in-plane thermal conductivity, the electrical conductivity and the resistance-temperature coefficient decrease with the decreasing thickness of the nanotilm, while the Lorenz number increases with the decreasing thickness of the nanofilm. These results indicate that strong size effects exist on the in-plane thermal and electrical properties of platinum nanofilms.

关键词： TRANSPORT CONDUCTIVITY SUPERLATTICES PHONON

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金纳米薄膜面向导热系数的实验研究

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自然科学进展 2006年第11期16卷 1506-1510页

作者：曹炳阳张清光张兴 Takahashi Koji IKUTA Tatsuya 乔文明 Fujii Motoo 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京1000841 Graduate School of Engineering Kyushu UniversityFukuoka 812-8581Japan Institute for Materials Chemistry and Engineering Kyushu UniversityKasuga 816-8580Japan

基于电子束-物理气相沉积法制备纳米薄膜的悬浮工艺,采用一维稳态恒热流加热法实验测量了80—300K厚度为23nm金薄膜的面向导热系数．研究表明金纳米薄膜的面向导热系数有非常显著的尺寸效应：金纳米薄膜的面向导热系数大大低于体材料的... 详细信息

基于电子束-物理气相沉积法制备纳米薄膜的悬浮工艺,采用一维稳态恒热流加热法实验测量了80—300K厚度为23nm金薄膜的面向导热系数．研究表明金纳米薄膜的面向导热系数有非常显著的尺寸效应：金纳米薄膜的面向导热系数大大低于体材料的值,并且导热系数随温度的升高而增大,这一趋势与体材料导热系数的温度依赖性相反；同时,金纳米薄膜的Lorenz数大约为体材料值的3倍,并且随着温度的升高有减小的趋势,表明Wiedemann-Franz定律对于金纳米薄膜不再适用．

关键词：纳米薄膜面向导热系数尺寸效应 Wiedemann-Franz定律

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纳米Pt膜的晶粒尺寸及其对热导率的影响

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金属学报 2006年第11期42卷 1207-1211页

作者：曹炳阳张清光张兴高桥厚史声田龙也乔文明滕井丕夫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 Graduate School of Engineering Kyushu University 华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237 Institute for Materials Chemistry and Engineering Kyushu University

采用电子束-物理气相沉积法(EB-PVD)制备了6个厚度为15-62 nm的铂薄膜,研究了纳米薄膜的晶粒尺寸及其对热导率的影响规律．当薄膜厚度小于30 nm时,晶粒平均尺寸接近于薄膜的厚度;晶粒尺寸随着薄膜厚度的增加而增大并趋于定值;当薄膜厚... 详细信息

采用电子束-物理气相沉积法(EB-PVD)制备了6个厚度为15-62 nm的铂薄膜,研究了纳米薄膜的晶粒尺寸及其对热导率的影响规律．当薄膜厚度小于30 nm时,晶粒平均尺寸接近于薄膜的厚度;晶粒尺寸随着薄膜厚度的增加而增大并趋于定值;当薄膜厚度大于30 nm时,晶粒尺寸约为20 nm．受薄膜的表面和内部晶界的综合影响,铂纳米薄膜的热导率大大低于体材料的值,并且纳米薄膜的热导率随着薄膜厚度的增加而增大并趋于一个低于体材料热导率的值．

关键词： Pt纳米薄膜热导率晶粒尺寸晶界效应尺寸效应

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