一项新技术精确定位了电子产品中纳米级的“热点”,从而延长了它们的寿命

2025-08-19 22:54来源:本站

  

  NOBEL NOD: Materials science PhD student Benjamin Harrington uses a wire bo<em></em>nder to add electrical co<em></em>nnections to an electrical heater structure. The structure was designed as a test subject for a new heat mapping technique that leverages Nobel Prize in Chemistry–winning optical super-resolution fluorescence microscopy techniques

  当像笔记本电脑或智能手机这样的电子设备过热时,它们就会遇到纳米级的传热问题。找出问题的根源就像大海捞针。

  “我们现代电子产品的基石是具有纳米级特征的晶体管,因此要了解哪些部分过热,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、激光能量学实验室的科学家安德里亚·皮克尔(Andrea Pickel)说。“但你需要纳米级分辨率的东西来做到这一点。”

  现有的光学测温技术是不切实际的,因为它们在空间分辨率上有基本的限制。在一项新的《科学进展》研究中,研究人员概述了他们使用发光纳米粒子绘制传热图的过程。

  通过将高度掺杂的上转换纳米颗粒应用到器件表面,研究人员在10毫米外实现了纳米级的超高分辨率测温。根据Pickel的说法,在超分辨率显微镜的世界里,这个距离是非常远的,而他们用于灵感的生物成像技术通常不到一毫米。

  皮克尔说,虽然生物成像技术提供了巨大的灵感,但将它们应用到电子产品上有很大的障碍,因为它们涉及到如此不同的材料。

  她说:“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。”“通常,他们可能会在物镜和样品之间有水或油之类的液体。这对生物成像来说很好,但如果你使用的是电子设备,那就不是你想要的了。”

  DOWN TO THE WIRE: Rochester researchers demo<em></em>nstrated their super-high resolution thermometry techniques on an electrical heater structure that the team designed to produce sharp temperature gradients.

  这篇论文演示了使用电加热器结构的技术,该团队设计的电加热器结构可以产生尖锐的温度梯度,但皮克尔说,他们的方法可以被制造商用来改进大量的电子元件。为了进一步改进这一工艺,研究小组希望降低激光功率,并改进在器件上应用纳米颗粒层的方法。

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