IBMの科学者は、単一原子を介した熱伝達を測定します
概略図測定技術の。 クレジット：Nature Nanotechnology
本日発表された、トランポリンのような技術を使用して、IBMの科学者は、金で作られた金属量子ポイントコンタクトの熱伝導率を室温で初めて単一原子レベルまで測定しました。
すべてがナノスケールにスケーリングするにつれて、熱、より正確には、熱の損失がデバイスの信頼性の問題になります。これに対処するために、昨年、チューリッヒのIBMの科学者とETHチューリッヒの学生は、これらのナノサイズの物体の温度を10ナノメートル以下で測定する技術を発表し、特許を取得しました。これは驚くべき成果です。彼らは新しい技術の走査型プローブ温度測定（ビデオ）と呼び、これによりエンジニアは初めて、チップ全体の熱損失をマッピングし、さらに重要なことに、熱損失を単一のデバイスレベルにマッピングして温度をマッピングできるようになりました。ディストリビューション。
しかし、電子機器のサイズが縮小し続けるにつれて、まもなく、10ナノメートルは「小規模」とは見なされなくなります。熱的に感知できる最小の構造をテストすることは、さらに重要になります。ありがたいことに、熱除去の課題に取り組んでいる科学者の救済のために、これらの同じ発明者は、査読付きのジャーナルNature Nanotechnologyで、まさにそれを行うための新しいブレークスルーを報告しています。
著者は、成功の2つの要因を挙げています。それは、真空ベースの走査型トンネル顕微鏡（STM）内で動作する統合熱センサーを備えた微小電気機械システム（MEMS）と、ほぼすべての場所から保護されている非常に分離されたラボNoise FreeLabです。地球の磁場、携帯電話の塔、通過する列車からの振動など、あらゆる種類の妨害。
報告どおり：
このシステムは、基本的に、熱と電荷の輸送の同時測定を組み合わせて、金属接点の熱的および電気的コンダクタンスを抽出します。他のSTMブレークジャンクションのセットアップと同様に、STMチップを使用して、金属層で覆われた基板上に数原子の接点を形成およびブレークします。ただし、ここでは、下部電極が吊り下げられたMEMSに統合されており、チップ基板から熱的に絶縁されています。
IBM Researcher Dr. Bernd Gotsmann in the IBM Noise Freeこの研究が行われたラボ。写真提供者：Carl De Torres
「原子接合部を介した熱伝導の特性は、まだ十分に調査されていません」と、論文の筆頭著者の1人であるBerndGotsmann博士は述べています。 「そうすることで、量子ポイントコンタクトにおけるウィーデマンフランツの法則の有効性も証明しました。これは、元IBMの科学者ロルフランダウアーによって最初に予測されたものです。」
電子デバイス内の熱伝導率を測定することに加えて、著者は、彼らの結果がいくつかの追加のアプリケーションを見つけることもできると信じています。
IBMの科学者で筆頭著者のNicoMossoは、次のように説明しています。これは本当に多くの機会を開き、将来、今日の電気と同じように熱で遊ぶことができるようになることを願っています。」
原子接触を介した熱輸送、Nico Mosso、Ute Drechsler、Fabian Menges、Peter Nirmalraj、Siegfried Karg、Heike Riel＆Bernd Gotsmann、 doi：10.1038 / nnano.2016.302
この研究は、H2020Molescoプロジェクトの下で欧州委員会によって部分的に資金提供されました。
Facebookライブイベント：4月10日午後4時パリ（ニューヨーク午前10時）にIBM Research FacebookページでDr.Gotsmannに参加し、IBMのNoise Free Labsを紹介し、彼の特許と研究について話し、質問をします。
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