We demonstrate a simple and quick method for the measurement of the in-plane thermal conductance of thin films via steady-state IR thermography. The films are suspended above a hole in an opaque substrate and heated by a homogeneous visible light source. The temperature distribution of the thin films is captured via infrared microscopy and fitted to the analytical expression obtained for the specific hole geometry in order to obtain the in-plane thermal conductivity. For thin films of poly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrene sulfonate post-treated with ethylene glycol and of polyimide, we find conductivities of 1.0 W m−1 K−1 and 0.4 W m−1 K−1 at room temperature, respectively. These results are in very good agreement with literature values, validating the method developed.

1.
M.
Isaiev
,
S.
Tutashkonko
,
V.
Jean
,
K.
Termentzidis
,
T.
Nychyporuk
,
D.
Andrusenko
,
O.
Marty
,
R. M.
Burbelo
,
D.
Lacroix
, and
V.
Lysenko
,
Appl. Phys. Lett.
105
,
031912
(
2014
).
2.
G.
Li
,
D.
Liang
,
R. L. J.
Qiu
, and
X. P. A.
Gao
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
043104
(
2013
).
3.
X. W.
Wang
,
H.
Lee
,
Y. C.
Lan
,
G. H.
Zhu
,
G.
Joshi
,
D. Z.
Wang
,
J.
Yang
,
A. J.
Muto
,
M. Y.
Tang
,
J.
Klatsky
,
S.
Song
,
M. S.
Dresselhaus
,
G.
Chen
, and
Z. F.
Ren
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
193121
(
2008
).
4.
M. S.
Dresselhaus
,
G.
Chen
,
M. Y.
Tang
,
R. G.
Yang
,
H.
Lee
,
D. Z.
Wang
,
Z. F.
Ren
,
J.-P.
Fleurial
, and
P.
Gogna
,
Adv. Mater.
19
,
1043
(
2007
).
5.
M.
Stanford
,
H.
Wang
,
I.
Ivanov
, and
B.
Hu
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
173304
(
2012
).
6.
W.
Zheng
,
P.
Bi
,
H.
Kang
,
W.
Wei
,
F.
Liu
,
J.
Shi
,
L.
Peng
,
Z.
Wang
, and
R.
Xiong
,
Appl. Phys. Lett.
105
,
023901
(
2014
).
7.
D.
Benford
,
T.
Powers
, and
S.
Moseley
,
Cryogenics
39
,
93
(
1999
).
8.
H.
Yokoyama
,
Cryogenics
35
,
799
(
1995
).
9.
C. L.
Choy
,
W. P.
Leung
, and
Y. K.
Ng
,
J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys.
25
,
1779
(
1987
).
10.
E. H.
Ratcliffe
,
Br. J. Appl. Phys.
10
,
22
(
1959
).
11.
D.
Zhao
,
X.
Qian
,
X.
Gu
,
S. A.
Jajja
, and
R.
Yang
,
J. Electron. Packag.
138
,
040802
(
2016
).
12.
A. A.
Balandin
,
Nat. Mater.
10
,
569
(
2011
).
13.
H.
Malekpour
,
K.-H.
Chang
,
J.-C.
Chen
,
C.-Y.
Lu
,
D. L.
Nika
,
K. S.
Novoselov
, and
A. A.
Balandin
,
Nano Lett.
14
,
5155
(
2014
).
14.
B.
Stoib
,
S.
Filser
,
J.
Stötzel
,
A.
Greppmair
,
N.
Petermann
,
H.
Wiggers
,
G.
Schierning
,
M.
Stutzmann
, and
M. S.
Brandt
,
Semicond. Sci. Technol.
29
,
124005
(
2014
).
15.
J. S.
Reparaz
,
E.
Chavez-Angel
,
M. R.
Wagner
,
B.
Graczykowski
,
J.
Gomis-Bresco
,
F.
Alzina
, and
C. M.
Sotomayor Torres
,
Rev. Sci. Instrum.
85
,
034901
(
2014
).
16.
B.
Stoib
,
S.
Filser
,
N.
Petermann
,
H.
Wiggers
,
M.
Stutzmann
, and
M. S.
Brandt
,
Appl. Phys. Lett.
104
,
161907
(
2014
).
17.
J. D.
Renteria
,
S.
Ramirez
,
H.
Malekpour
,
B.
Alonso
,
A.
Centeno
,
A.
Zurutuza
,
A. I.
Cocemasov
,
D. L.
Nika
, and
A. A.
Balandin
,
Adv. Funct. Mater.
25
,
4664
(
2015
).
18.
X.
Zhang
,
D.
Sun
,
Y.
Li
,
G.-H.
Lee
,
X.
Cui
,
D.
Chenet
,
Y.
You
,
T. F.
Heinz
, and
J. C.
Hone
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
7
,
25923
(
2015
).
19.
Z.
Yan
,
C.
Jiang
,
T. R.
Pope
,
C. F.
Tsang
,
J. L.
Stickney
,
P.
Goli
,
J.
Renteria
,
T. T.
Salguero
, and
A. A.
Balandin
,
J. Appl. Phys.
114
,
204301
(
2013
).
20.
S.
Sahoo
,
A. P. S.
Gaur
,
M.
Ahmadi
,
M. J.-F.
Guinel
, and
R. S.
Katiyar
,
J. Phys. Chem. C
117
,
9042
(
2013
).
21.
B. C.
Daly
,
H. J.
Maris
,
A. V.
Nurmikko
,
M.
Kuball
, and
J.
Han
,
J. Appl. Phys.
92
,
3820
(
2002
).
22.
W. S.
Capinski
and
H. J.
Maris
,
Rev. Sci. Instrum.
67
,
2720
(
1996
).
23.
T.
Borca-Tasciuc
,
A. R.
Kumar
, and
G.
Chen
,
Rev. Sci. Instrum.
72
,
2139
(
2001
).
24.
A.
Sikora
,
H.
Ftouni
,
J.
Richard
,
C.
Hébert
,
D.
Eon
,
F.
Omnès
, and
O.
Bourgeois
,
Rev. Sci. Instrum.
83
,
054902
(
2012
).
25.
D. G.
Cahill
,
Rev. Sci. Instrum.
61
,
802
(
1990
).
26.
F.
Völklein
,
H.
Reith
, and
A.
Meier
,
Phys. Status Solidi A
210
,
106
(
2013
).
27.
A.
Jain
and
K. E.
Goodson
,
J. Heat Transfer
130
,
102402
(
2008
).
28.
D.
Kojda
,
R.
Mitdank
,
M.
Handwerg
,
A.
Mogilatenko
,
M.
Albrecht
,
Z.
Wang
,
J.
Ruhhammer
,
M.
Kroener
,
P.
Woias
, and
S. F.
Fischer
,
Phys. Rev. B
91
,
024302
(
2015
).
29.
D. C.
Moreira
,
M. C.
Telles
,
L. A.
Sphaier
, and
L. C. S.
Nunes
,
High Temp. -High Pressures
44
,
3
(
2015
), available at http://www.oldcitypublishing.com/journals/hthp-home/hthp-issue-contents/hthp-volume-44-number-1-2015/hthp-44-1-p-3-23/.
30.
S.
Chudzik
,
Infrared Phys. Technol.
55
,
73
(
2012
).
31.
N.
Horny
and
B.
Lannoy
,
Meas. Sci. Technol.
14
,
439
(
2003
).
32.
C.
Boué
and
S.
Holé
,
Infrared Phys. Technol.
55
,
376
(
2012
).
33.
A.
Wolf
and
R.
Brendel
,
Thin Solid Films
513
,
385
(
2006
).
34.
F.
Reisdorffer
,
B.
Garnier
,
N.
Horny
,
C.
Renaud
,
M.
Chirtoc
, and
T.-P.
Nguyen
,
EPJ Web Conf.
79
,
02001
(
2014
).
35.
R. W.
Serth
and
T. G.
Lestina
,
Process Heat Transfer: Principles and Applications
, 2nd ed. (
Elsevier/Academic Press
,
Amsterdam and Boston
,
2014
).
36.
F.
Greco
,
A.
Zucca
,
S.
Taccola
,
A.
Menciassi
,
T.
Fujie
,
H.
Haniuda
,
S.
Takeoka
,
P.
Dario
, and
V.
Mattoli
,
Soft Matter
7
,
10642
(
2011
).
37.
C. M.
Palumbiny
,
C.
Heller
,
C. J.
Schaffer
,
V.
Körstgens
,
G.
Santoro
,
S. V.
Roth
, and
P.
Müller-Buschbaum
,
J. Phys. Chem. C
118
,
13598
(
2014
).
38.
J.
Liu
,
X.
Wang
,
D.
Li
,
N. E.
Coates
,
R. A.
Segalman
, and
D. G.
Cahill
,
Macromolecules
48
,
585
(
2015
).
39.
Q.
Wei
,
M.
Mukaida
,
K.
Kirihara
, and
T.
Ishida
,
ACS Macro Lett.
3
,
948
(
2014
).
40.
G.-H.
Kim
,
L.
Shao
,
K.
Zhang
, and
K. P.
Pipe
,
Nat. Mater.
12
,
719
(
2013
).
41.
B.
Zhang
,
J.
Sun
,
H. E.
Katz
,
F.
Fang
, and
R. L.
Opila
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
2
,
3170
(
2010
).
42.
D. L.
Rule
,
D. R.
Smith
, and
L. L.
Sparks
,
Cryogenics
36
,
283
(
1996
).
43.
W.
Woodside
and
J. H.
Messmer
,
J. Appl. Phys.
32
,
1688
(
1961
).
44.
J.-S.
Shie
,
B. C. S.
Chou
, and
Y.-M.
Chen
,
J. Vac. Sci. Technol., A
13
,
2972
(
1995
).
45.
C. Y.
Ho
,
R. W.
Powell
, and
P. E.
Liley
,
J. Phys. Chem. Ref. Data
1
,
279
(
1972
).
46.
B.
Stoib
,
A.
Greppmair
,
N.
Petermann
,
H.
Wiggers
,
M.
Stutzmann
, and
M. S.
Brandt
,
Adv. Electron. Mater.
1
,
1400029
(
2015
).
47.
G.
Schierning
,
J.
Stoetzel
,
R.
Chavez
,
V.
Kessler
,
J.
Hall
,
R.
Schmechel
,
T.
Schneider
,
N.
Petermann
,
H.
Wiggers
,
S.
Angst
,
D. E.
Wolf
,
B.
Stoib
,
A.
Greppmair
,
M.
Stutzmann
, and
M. S.
Brandt
,
Phys. Status Solidi A
213
,
497
(
2016
).
48.
J.
Carrete
,
N.
Mingo
,
G.
Tian
,
H.
Ågren
,
A.
Baev
, and
P. N.
Prasad
,
J. Phys. Chem. C
116
,
10881
(
2012
).
49.
K. C.
See
,
J. P.
Feser
,
C. E.
Chen
,
A.
Majumdar
,
J. J.
Urban
, and
R. A.
Segalman
,
Nano Lett.
10
,
4664
(
2010
).
You do not currently have access to this content.