• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Kemiska termometrar tar temperaturen till den nanometriska skalan

    Temperaturkarta över en guld nanotråd på ett kiselsubstrat, Joule-uppvärmd genom applicering av en elektrisk ström på 7 mA, erhålls genom infraröd termografi (överst) och en spin-crossover yttermometer (nederst). Även om uppvärmning förblir oupptäckbar i infraröd på grund av låg termisk och rumslig upplösning, temperaturfördelningen är väl löst med en SCO-baserad termometer, som avslöjar en "hot spot" till följd av ett fel på komponenten. Kredit:Ridier et al.

    Miniatyriseringen av elektroniska komponenter tillsammans med deras ökande integrationstäthet har avsevärt utökat värmeflöden, vilket kan leda till överhettning. Men att mäta dessa nanometriska händelser är svårt eftersom konventionella lösningar som infraröd termografi inte fungerar under skalan för en mikrometer.

    En forskargrupp av forskare från två CNRS-laboratorier, samordningskemilaboratoriet och laboratoriet för analys och arkitektur av system, har föreslagit att utföra mätningar genom att använda bistabilitetsegenskaperna hos en familj av kemiska föreningar som kallas spin-crossover (SCO) molekyler. De finns i två elektroniska tillstånd med olika fysiska egenskaper, och kan byta från den ena till den andra när de absorberar eller förlorar energi. Till exempel, några av dem ändrar färg beroende på temperaturen.

    När den väl har deponerats i form av en film på en elektronisk komponent, de optiska egenskaperna hos SCO-molekyler ändras beroende på temperaturen, gör det möjligt för denna kemiska termometer att upprätta en termisk karta i nanometrisk skala över ytan på mikroelektroniska kretsar. Dock, den primära egenskapen hos dessa SCO molekylära filmer är faktiskt deras unika stabilitet:molekylernas egenskaper förblir oförändrade, även efter mer än 10 miljoner termiska cykler under omgivande luft och höga temperaturer (upp till 230 grader C).

    Denna innovation övervinner det primära hindret för SCO-molekyler, nämligen deras trötthet, eller det faktum att deras egenskaper ofta ändras efter flera övergångar från ett elektroniskt tillstånd till ett annat. Det kan snart användas inom mikroelektronikindustrin för att undersöka lokala termiska processer, och för att därigenom förbättra designen av framtida enheter.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com