У сравнительно не так давно развитых двумерных материалов, таких как графен – что складывается из единственного слоя атомов углерода – имеется потенциал, дабы заменить классический жареный картофель микрообработки на базе кремния, что достиг предела того, как мелкий они смогут добраться. Но инженеры были загнаны в угол неспособностью иметь размеры, как температура затронет эти новые материалы, коллективно известные как металл перехода dichalcogenides либо TMDs.
Применяя просмотр микроскопии электрона передачи объединился со спектроскопией, исследователи в UIC смогли измерить температуру нескольких двумерных материалов на ядерном уровне, проложив путь к значительно меньшим и более стремительным процессорам. Они кроме этого смогли применять собственную технику, дабы иметь размеры, как двумерные материалы расширятся, в то время, когда нагрето.«Микрообработка вносит компьютеры, и вторая электроника делается весьма горячей, и нам нужно иметь размеры не только, как тёплый они смогут добраться, но и какое количество материал расширит, в то время, когда нагрето», сообщил Роберт Кли, учитель физики в UIC и соответствующем авторе статьи. «Знание, как материал расширится, принципиально важно, по причине того, что, в случае если материал расширяется через чур много, связи с другими материалами, такими как железные провода, смогут сломаться, и чип ненужен».
Классические методы измерить температуру не трудятся над маленькими хлопьями двумерных материалов, каковые употреблялись бы в процессорах, по причине того, что они просто через чур мелкие. Оптические измерения температуры, каковые применяют отраженный лазерный свет, дабы измерить температуру, не смогут употребляться на жареном картофеле TMD, по причине того, что у них нет достаточного количества площади поверхности, дабы приспособить лазерный луч.«Мы должны осознать, как тепло растет и как оно передано в интерфейсе между двумя материалами, дабы выстроить действенные процессоры та работа», сообщил Кли.Klie и его сотрудники создали метод совершить измерения температуры TMDs при ядерном применении уровня, просмотрев микроскопию электрона перехода, которая применяет луч электронов, переданных через экземпляр, дабы организовать изображение.
«Применяя эту технику, мы можем ноль в на и измерять вибрацию электронов и атомов, что есть по существу температурой единственного атома в двумерном материале», сообщил Кли. Температура – мера средней кинетической энергии случайных перемещений частиц либо атомы, каковые составляют материал.
Потому, что материал делается более горячим, частота ядерной вибрации делается выше. В безотносительном нуле, самой низкой теоретической температуре, всех ядерных остановках перемещения.
Klie и его сотрудники нагрели микроскопические «хлопья» разного TMDs в палате просвечивающего электронного микроскопа просмотра к разным температурам и после этого нацелили электронный луч микроскопа на материал. Применяя названную электронную спектроскопию энергетической утраты техники, они смогли измерить рассеивание электронов от двумерных материалов, вызванных электронным лучом. Рассеивающиеся образцы были введены в компьютерную модель, которая перевела их на измерения колебаний атомов в материале – иначе говоря температура материала на ядерном уровне.«С данной новой техникой мы можем измерить температуру материала с резолюцией, которая практически на порядок лучше, чем простые способы», сообщил Кли. «С этим новым подходом мы можем проектировать лучшие электронные устройства, каковые будут менее подвержены перегреванию и потребят меньше энергии».
Техника может кроме этого употребляться, дабы угадать, сколько материалы расширят, в то время, когда нагрето и уменьшаться, в то время, когда охлаждено, что окажет помощь инженерам выстроить жареный картофель, что менее подвержен ломке в пунктах, где один материал трогает другого, таковой как тогда, в то время, когда двумерный материальный чип вступает в контакт с проводом.«Никакой второй способ не имеет возможности измерить данный эффект в пространственном разрешении, о котором мы информируем», сообщил Кли. «Это разрешит инженерам проектировать устройства, каковые смогут руководить трансформациями температуры между двумя разными материалами на наноразмерном уровне».