革命性测温技术揭示电子设备中的纳米级热点
电子与传感器内幕
直到最后：罗彻斯特的研究人员在电加热器结构上展示了他们的超高分辨率测温技术，该团队设计该电加热器结构是为了产生急剧的温度梯度。 （图片来源：罗切斯特大学/J. Adam Fenster）当笔记本电脑或智能手机等电子设备过热时，它们从根本上会遇到纳米级传热问题。找出问题的根源就像大海捞针一样。
“我们现代电子产品的构建模块是具有纳米级特征的晶体管，因此要了解哪些部件过热，第一步是获得详细的温度图，”罗切斯特大学机械工程系助理教授、激光能量学实验室科学家安德里亚·皮克尔 (Andrea Pickel) 说。 “但是你需要具有纳米级分辨率的东西才能做到这一点。”
现有的光学测温技术是不切实际的，因为它们对其所能达到的空间分辨率有根本的限制。所以皮克尔和她的材料科学博士。学生 Ziyang Ye 和 Benjamin Harrington 利用荣获诺贝尔化学奖的生物成像光学超分辨率荧光显微镜技术，设计了一种新方法来克服这些限制。在新的科学进步中 在这项研究中，研究人员概述了他们使用发光纳米颗粒绘制传热图的过程。
通过将高掺杂的上转换纳米颗粒应用到设备表面，研究人员能够在 10 毫米外实现纳米级的超高分辨率测温。 Pickel 表示，这个距离在超分辨率显微镜领域是极其遥远的，而他们用于激发灵感的生物成像技术通常在不到一毫米的距离内运行。
皮克尔表示，虽然生物成像技术提供了巨大的灵感，但将其应用于电子产品却存在重大障碍，因为它们涉及如此不同的材料。 “我们的要求与生物学家非常不同，因为他们研究的是细胞和水基材料等东西，”她说。 “通常，他们的物镜和样品之间可能有水或油等液体。这对于生物成像来说非常有用，但如果您正在使用电子设备，那是您最不想要的。”
该论文展示了使用电加热器结构的技术，该团队设计该结构可产生急剧的温度梯度，但皮克尔表示，制造商可以使用他们的方法来改进各种电气元件。为了进一步改进工艺，团队希望降低所使用的激光功率，并改进将纳米粒子层应用到设备上的方法。
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