หากต้องการวัดอุณหภูมิของสิ่งเล็กๆ น้อยๆ ให้ทิ้งเทอร์โมมิเตอร์ นักวิจัย รายงาน ใน Scienceวันที่ 6 กุมภาพันธ์ว่าอลูมิเนียม ซิลิกอน และวัสดุอื่นๆ สามารถทำหน้าที่เป็นเทอร์โมมิเตอร์ได้ทำให้สามารถอ่านอุณหภูมิของวัตถุที่มีขนาดนาโนเมตรได้นักวิจัยได้ตรวจสอบอุณหภูมิที่จุดต่างๆ บนเส้นลวดอะลูมิเนียมเส้นเล็กๆ โดยการวัดอิเล็กตรอนที่ยิงผ่านเส้นลวด พลังงานของอิเล็กตรอนเปิดเผยการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในความหนาแน่นของอะลูมิเนียม ซึ่งสอดคล้องกับอุณหภูมิ หากเทคนิคนี้ผ่านการตรวจสอบอย่างละเอียดยิ่งขึ้น และไม่ใช่ทุกคนที่เชื่อว่าจะเป็นเช่นนั้น สามารถใช้เพื่อวัดอุณหภูมิของทรานซิสเตอร์แต่ละตัวได้
อุณหภูมิ ซึ่งสัมพันธ์กับการกระจายพลังงานของอนุภาคในสาร
โดยทั่วไปแล้วจะอนุมานทางอ้อมโดยการวัดคุณสมบัติอื่น ในโลกที่กว้างใหญ่ไพศาล ทำได้ง่ายมาก ตัวอย่างเช่น เทอร์โมมิเตอร์แบบกระเปาะ อนุมานอุณหภูมิจากการขยายตัวและการหดตัวของของเหลว (ตามแบบแผนของปรอท) เมื่อถูกทำให้ร้อนหรือเย็นลง ทว่าแม้แต่เทอร์โมมิเตอร์แบบพิเศษก็ยังทำให้เกิดความยุ่งยากในเครื่องชั่งขนาดเล็ก เนื่องจากเป็นการถ่ายเทความร้อนไปยังหรือจากวัตถุที่กำลังวัด ทำให้การวัดที่ละเอียดอ่อนบิดเบือนไป
นักฟิสิกส์ Matthew Mecklenburg จาก University of Southern California ในลอสแองเจลิสและเพื่อนร่วมงานสงสัยว่าวัสดุบางชนิดสามารถเปิดเผยอุณหภูมิของตัวเองได้หรือไม่ เมื่อคิดถึงเทอร์โมมิเตอร์แบบกระเปาะ นักวิทยาศาสตร์ทราบดีว่าการขยายตัวที่ขับเคลื่อนด้วยความร้อนของวัสดุควรทำให้อิเล็กตรอนของวัสดุกระจายออกจากกัน ดังนั้นนักวิจัยจึงเริ่มหาปริมาณการเปลี่ยนแปลงของความหนาแน่นและระยะห่างของอิเล็กตรอนและใช้เพื่อกำหนดอุณหภูมิ
พวกเขายิงลำแสงอิเล็กตรอนไปที่ลวดอลูมิเนียมหนา 80 นาโนเมตร
วางบนแผ่นซิลิคอนไนไตรด์หนาประมาณ 10 นาโนเมตร ขณะที่อิเล็กตรอนเคลื่อนผ่านตัวอย่างด้วยความเร็วประมาณครึ่งหนึ่งของความเร็วแสง เมคเลนเบิร์กกล่าวว่า พวกมันรบกวนอิเล็กตรอนที่อาศัยของอะลูมิเนียม เช่นเดียวกับเรือที่แล่นผ่านทะเลสาบที่นิ่งนิ่งไปรบกวนน้ำ โดยการวัดพลังงานของอิเล็กตรอนที่ออกจากวัสดุ นักวิจัยได้กำหนดความถี่ของคลื่นรบกวนเหล่านั้น ความถี่นั้นถูกกำหนดโดยระยะห่างของอิเล็กตรอน ซึ่งจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ
วิธีการวัดอุณหภูมิตัวเองช่วยให้นักวิจัยสามารถกำหนดสเปกตรัมของอุณหภูมิตามเส้นลวดเมื่อกระแสร้อนขึ้น (ดูแผนภาพ) ในการทดลองอื่น นักวิทยาศาสตร์ให้ความร้อนด้านหนึ่งของเส้นลวดและแผนภูมิความก้าวหน้าจากร้อนเป็นเย็น และสุดท้าย เมื่อนักวิจัยเปรียบเทียบการอ่านอุณหภูมิของแผ่นเวเฟอร์อะลูมิเนียมขนาดเล็กกับค่าอุณหภูมิจากเทอร์โมมิเตอร์ที่ใช้กันทั่วไป แต่มีความไวเชิงพื้นที่น้อยกว่า พวกเขาพบว่าค่าที่อ่านได้นั้นสอดคล้องกันภายในประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์
David Cahill นักฟิสิกส์วัสดุแห่งมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ Urbana-Champaign กล่าวว่าเทคนิคนี้มีข้อบกพร่องพื้นฐานที่สำคัญ “ผมคิดว่านี่เป็นสิ่งที่ผิดอย่างยิ่ง” เขากล่าว เขาให้เหตุผลว่ามีปัจจัยอื่นนอกเหนือจากความหนาแน่นของอิเล็กตรอนที่กำหนดอุณหภูมิของจุดใดจุดหนึ่งบนวัสดุ เขากังวลด้วยว่าอลูมิเนียมไม่สามารถขยายตัวได้อย่างอิสระ (และทำให้มีความหนาแน่นน้อยลง) เพราะมันนั่งอยู่บนแผ่นซิลิคอนไนไตรด์ เมคเลนบูร์กตอบสนองโดยกล่าวว่าไม่มีหลักฐานว่าปัจจัยอื่นใดที่มีอิทธิพลต่อการอ่านอุณหภูมิ
แม้จะมีความกังวลของเขา Cahill กล่าวว่าเทคนิคที่ได้รับการปรับปรุงใหม่อาจเป็นประโยชน์ต่อนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุ ซึ่งจะสามารถตรวจสอบอุณหภูมิของตัวอย่างได้ในขณะที่จัดการกับมันภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน เมคเลนเบิร์กกล่าวว่าเขาและเพื่อนร่วมงานมีแผนใหญ่กว่านี้ การทดลองใหม่เผยให้เห็นว่าซิลิกอนซึ่งเป็นวัสดุที่เป็นศูนย์กลางของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ใช้งานได้เกือบพอๆ กับอะลูมิเนียมเหมือนกับเครื่องวัดอุณหภูมิในตัวเอง ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ผู้ผลิตชิปคอมพิวเตอร์ได้ลดขนาดทรานซิสเตอร์ที่ใช้ซิลิกอนเพื่อให้พอดีกับชิปแต่ละตัวมากขึ้น ข้อเสียคือกระแสไฟฟ้ามีแนวโน้มที่จะรั่วไหลออกจากทรานซิสเตอร์และหนีออกมาเป็นความร้อน โดยการตรวจสอบอุณหภูมิของทรานซิสเตอร์แต่ละตัว วิศวกรสามารถระบุตำแหน่งและวิธีที่ความร้อนหลบหนีได้
credit : thenevadasearch.com catwalkmodelspain.com dekrippelkiefern.com fpcbergencounty.com whoownsyoufilm.com olkultur.com tolkienguild.org finishingtalklive.com michelknight.com walkforitaly.com
