摩尔芯闻 > 行业新闻 > 半导体 > 物理学家发明世界上最小的温度计 有助于推进纳米技术发展

物理学家发明世界上最小的温度计 有助于推进纳米技术发展

·2018-03-23 00:00·老杳吧
阅读:1414
、据报道,新型温度计的概念验证,指出了防止纳米电子设备过热发生爆炸的方法。
在十九世纪,瑞士宝玑(Breguet)制造的温度计是最准确的。现在,物理学家设计了一种通过检测电子的运动来测量热量的方法。随着电子元件变得越来越小,驱动它们的电流越来越集中,运行过程中的散热也就愈发困难。最终,系统故障的风险大大增加。测量温度的新方法对于防止纳米设备过热至关重要。据报道,新型温度计的概念验证,指出了防止纳米电子设备过热发生爆炸的方法。这项新技术可以测量纳米级别的氮化硼碎片温度,以大约半微米(500 纳米)为单位,为准确识别热量是否积聚,以及识别积聚位置开辟了道路。
该方法发表在《物理评论快报》上,是由 Juan Carlos Idrobo 领导的研究小组,使用扫描透射电子显微镜(STEM),在美国橡树岭国家实验室完成的。由于样本的热振动,该团队能够检测到 STEM 光束中电子能量的微小变化,这种技术被称为Energy Gain and Loss Spectroscopy。虽然光束中的大部分电子通过样本时没有变化,但其中很小一部分会减慢,增加一些振动能量,还有更小的一部分电子会吸收能量并加速。
两种现象出现的相对数量取决于温度:样本中的热量越多,电子加速的可能性就越大。该团队测量了这些能量转换,发现从室温到 1600 开尔文的温度区间内,都可以获得有效的读数。“使用水银温度计时,需要知道热膨胀系数,而对于红外成像技术,空间分辨率受限于红外线波长,要超过 700 纳米,”Idrobo 解释道。“但这种方法直接测量温度,不需要校准。”该方法的难点在于,获得或失去能量的电子产生的信号,比没有变化的电子产生的信号弱 10 万倍。更糟糕的是,在 STEM 光束中,能量转移比能量传播范围更小。幸运的是,该团队能够使用新设计的 STEM,后者由美国显微镜制造商 Nion 制造。它发射的电子传播更窄,从而实现选取转移后的电子能量。
除了狭窄的能量传播外,Nion 的 STEM 还能发射直径小于 1 纳米的狭窄光束。这使得新技术可以帮助探索温度的定义—这指的是,在不同的能量水平下,一定数量原子的平均温度。“测量单个原子的温度毫无意义,”Idrobo 表示。接下来,研究人员计划,通过将测量技术应用于具有温度梯度的纳米线上,探索温度的局部化过程。打造一个可以装入微电子电路板的探针并非易事,Nion 的 STEM 的高度超过 1.5 米,远远高于纳米级别。“研究如何将其应用于(纳米)样本需要花费几年的时间,这本身就是一个博士级别的项目,”Idrobo 补充道。

文章来源:http://laoyaoba.com/ss6/html/27/n-666827.html

分享到:
微信 新浪微博 QQ空间 LinkedIn

上一篇:【垄断】联发科酝酿涨价8%到10%;9家电容厂被罚款2.54亿欧元

下一篇:敦南去年系统模组业务获利成长近18倍,今年汽车电子倍增

打开摩尔直播,更多新闻内容
半导体大咖直播分享高清观看
立即下载