با تلاش تیم تحقیقاتی؛

دماسنجی بی‌نیاز از کالیبراسیون در مقیاس نانومتر ساخته شد

یک تیم تحقیقاتی از شرکت نیون، شرکت پروتوچیپس و آزمایشگاه ملی اوک‌ریج موفق به ساخت ابزاری شدند که با استفاده از آن می‌توان دمای نقطه‌ای در ابعاد نانومتری را روی نمونه اندازه‌گیری کرد.

کد خبر: ۶۸۶۵۹۳

سه‌شنبه - ۰۱ خرداد ۱۳۹۷ / May 22, 2018

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، محققانی از شرکت نیون (Nion)، شرکت پروتوچیپس (Protochips) و آزمایشگاه ملی اوک‌ریج موفق به ساخت ابزاری شدند که با استفاده از آن می‌توان دما را در منطقه‌ای نانومتری اندازه‌گیری کرد. با استفاده از این فناوری، دانشمندان می‌توانند درک بهتری از رفتار فیزیکی و شیمیایی در مقیاس نانومتری پیدا کنند. همچنین ادوات میکروالکترونیک، ادوات نیمه‌هادی و دیگر فناوری‌ها نیز می‌توانند از این ابزار استفاده کنند.

در این پروژه از طیف‌سنجی استفاده شده تا انرژی الکترون اندازه‌گیری شود. این کار با استفاده از دستگاهی موسوم به HERMES که از شرکت نیون (Nion) خریداری شده، انجام گرفته است. این دستگاه، میکروسکوپ الکترونی عبوری روبشی مجهز به طیف‌سنج اتلاف انرژی با قدرت تفکیک بالا است.

اتم‌ها معمولاً در حال لرزش هستند که با افزایش دما این لرزش شدت بیشتری می‌گیرد. در این پژوهش محققان با استفاده از HERMES دمای نیترید بور هگزاگونالی را اندازه‌گیری کردند؛ برای این کار از بررسی لرزش‌های اتمی این ماده استفاده شد. در این پروژه شرکت نیون و پروتوچیپس (توسعه‌دهنده‌ی تراشه‌های گرمایی که در این پروژه استفاده شده) مشارکت داشتند.

یوان کارلوس ادروبو از محققان این پروژه می‌گوید: «مسئله‌ی حائز اهمیت این است که این دماسنج به کالیبراسیون نیاز ندارد. این درحالی است که بیشتر دماسنج‌ها پیش از استفاده باید کالیبره شوند.»

آندرو لوپینی از پژوهشگران این پروژه می‌گوید: «با استفاده از HERMES می‌توان دما را در مقیاس نانومتری اندازه‌گیری کرد. در این روش تنها لازم است که بدانید انرژی و مقدار لرزش اتمی یک ماده چقدر است که آن را نیز در طول اندازه‌گیری می‌توانید محاسبه کنید.»

با در اختیار داشتن این دو، می‌توان نسبت میان انرژی به‌دست آمده و اتلاف انرژی را محاسبه کرد و از روی آن میزان دما اندازه‌گیری می‌شود. در این روش نیاز به داشتن اطلاعات دیگری نیست.

در سال ۱۹۶۶ دو دانشمند ثابت کردند که انرژی الکترون‌ها با دما ارتباط دارد. این گروه در این پروژه با استناد به این تئوری، اقدام به اندازه‌گیری دما در مقیاس‌نانومتری کردند. آن‌ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری، به نمونه الکترون می‌تابند. بخشی از این الکترون‌ها از نمونه عبور کرده و بخشی نیز جذب نمونه می‌شوند. با استفاده از طیف‌سنج اتلاف انرژی، میزان انرژی جذب شده توسط نمونه‌ی اندازه‌گیری شده و از آن برای محاسبه‌ی دما استفاده می‌شود.