Екип от изследователи от Университета в Оксфорд, Делфтския университет и IBM Цюрих доказаха, че графенът може да се използва за изграждане на чувствителни и самозадвижващи се сензори за температура.
Резултатите могат да проправят пътя за проектирането на високочувствителни термодвойки, които биха могли да бъдат интегрирани в наноустройства и дори живи клетки.
Температурните сензори на чипа, които са мащабируеми, надеждни и инсталируеми в наноустройства, са от съществено значение за бъдещото термично управление в процесорите.
Чрез определяне на локалното отопление в определени сегменти на процесора чрез разпределение на температурни монитори по критични точки, обратната връзка може да бъде предоставена на контролна система. В отговор термичното управление може да позволи преразпределение на топлинното натоварване чрез точково охлаждане или разпределение на натоварването, например между различни изчислителни ядра, като се избягват горещи точки и се дава възможност за по-дълъг живот на устройството, както и пестене на енергия. Такива датчици за температура трябва да имат малък отпечатък, висока точност, да консумират минимално количество мощност и да са съвместими с установените техники за нанофабрикация.
Термодвойките са идеален кандидат за нискотарифна термометрия, тъй като са самостоятелно захранвани и сравнително лесни за изработка. Те са склонни да имат малки вариации в чувствителността, тъй като сигналът им произтича от присъщите свойства на материала. Обикновено термодвойките представляват комбинация от два материала с различни коефициенти на Seebeck, свързани в сензорния край, което позволява измерването на натрупване на термоволт между засичане и еталон, което е пропорционално на температурната разлика. За да се постигне термометрия на чипа с конвенционални термодвойки, обикновено са необходими два отделни производствени цикъла. Въпреки това, термодвойките, които могат лесно да бъдат интегрирани в настоящата интеграция на вафелни мащаби, вече предизвикаха интерес, с множество усилия за изработване на единични метални термодвойки, докладвани по-рано. Още,
Екипът от изследователи от Университета в Оксфорд, Делфтския университет и IBM Цюрих демонстрира в неотдавнашната си работа, че графенът може да се използва за изграждане на чувствителни, едноматериални и самозадвижващи се сензори за температура. Те шарени графен в U-образна форма, с широк и тесен крак, съединяващ се в сензорния край. Чрез внимателно настройване на геометрията на графеновите крака и използване на ефекта на разсейване на електроните по краищата на графеновото устройство, екипът постигна максимална чувствителност от ΔS≈39 μV / K.
Резултатите биха могли да проправят пътя за проектирането на високочувствителни термодвойки с възможност за интегриране в структурите на ван дер Ваал и бъдещите графенови схеми. Освен това, поради биоинертната природа на графена и неговата стабилност при различни обстоятелства, тези термодвойки могат да се използват и като сензори за температура в тежки или чувствителни среди, като клетки и други живи системи.
Източник : https://phys.org/news/2020-04-tiny-self-powered-temperature-sensors.html