[发明专利]一种基于拉曼散射的固液体系制备方法及其热阻测量方法

说明书

本发明提出了一种基于拉曼散射的固液体系制备及其界面热阻测量方法，包括以下步骤：步骤1、制作具有SERS效应的基底；步骤2、在在步骤1中制得的SERS基底表面转移二维纳米材料，二维纳米材料厚度不超过2nm；步骤3、选择具有SERS效应和热敏效应的溶液与步骤2中得到的固体部分进行组合；步骤4、对步骤3中所制作的固液体系进行变激光功率的拉曼光谱测量，通过改变拉曼激光的入射功率，得到固液界面两侧的拉曼光谱特征峰随入射激光功率变化的偏移量，通过偏移量可以确定固体以及液体界面的温升。本发明测量类型为非接触式测量，可保持测量样品的完整性，并且可根据实际测量要求换用不同种类固体材料进行热阻测量。

技术领域

本发明属于测量纳米尺度下界面传热热阻技术领域，具体涉及一种基于拉曼散射的固液体系制备及其界面热阻测量方法。

背景技术

电子设备的散热问题是制约其小型化及空间架构的关键因素。纳米尺度界面热传递特性是电子系统热设计和热管理必须要考虑的重要参数。与固固界面传热相比，纳米尺度固液界面传热热阻较大且传热机理更为复杂。因此，如何设计加工低维固液体系并实现界面热物性的准确测量与有效调控成为一系列实验研究的关键。传统的固液界面热阻测量方试由于传感器尺寸等固有不利因素限制，无法应用于纳米尺度界面层特征温度的测量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于拉曼散射的固液体系制备及其界面热阻测量方法，使用非接触式原位测量方法对纳米尺度下固液体系界面热传递特性进行研究并调控其在不同温度场和电压下的性质变化。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种基于拉曼散射的固液体系界面热阻测量方法，包括以下步骤：

步骤1、制作具有SERS效应的基底；

步骤2、在在步骤1中制得的SERS基底表面转移二维纳米材料，二维纳米材料厚度不超过2nm；

步骤3、选择具有SERS效应和热敏效应的溶液与步骤2中得到的固体部分进行组合；

步骤4、对步骤3中所制作的固液体系进行变激光功率的拉曼光谱测量，通过改变拉曼激光的入射功率，得到固液界面两侧的拉曼光谱特征峰随入射激光功率变化的偏移量，通过偏移量可以确定固体以及液体界面的温升。

一种用于界面热阻测量的固液界面制备方法，包括以下步骤：

步骤1、制作具有SERS效应的基底；

步骤2、在在步骤1中制得的SERS基底表面转移二维纳米材料，二维纳米材料厚度不超过2nm；

步骤3、选择具有SERS效应和热敏效应的溶液与步骤2中得到的固体部分进行组合。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)本发明为非接触式测量方法，测量前后不改变体系物理及化学性质,且不会对被测样品带来任何损伤。

(2)本发明可以换用不同种类材料基底进行测量，普适性性强；并能通过改变体系温度的方法进行变温调控。

附图说明

图1为本发明测量发射率、热导率方法的流程图。

图2为固液体系中固体侧的制备方法。

图3为拉曼光谱法测量固液界面示意图。

图4为附有单层石墨烯薄膜的镀银硅基底图。

图5为50倍物镜下某固液点位石墨烯2D特征峰随激光功率变化图。

图6为固液界面热导随温度变化示意图(范围平均值)。

图7为特征峰偏移量比值与g/k的拟合关系。