Kemiske termometre tager temperaturen til den nanometriske skala

Miniaturiseringen af ​​elektroniske komponenter kombineret med deres stigende integrationstæthed har betydeligt udvidet varmestrømme, hvilket kan føre til overophedning. Men det er vanskeligt at måle disse nanometriske hændelser, fordi konventionelle løsninger såsom infrarød termografi ikke virker under et mikrometers skala.

Et forskerhold af forskere fra to CNRS-laboratorier, Koordinationskemilaboratoriet og Laboratoriet for Analyse og Arkitektur af Systemer, har foreslået at udføre målinger ved at bruge bistabilitetsegenskaberne af en familie af kemiske forbindelser kendt som spin-crossover (SCO) molekyler. De eksisterer i to elektroniske tilstande med forskellige fysiske egenskaber, og kan skifte fra den ene til den anden, når de absorberer eller mister energi. For eksempel, nogle af dem skifter farve afhængigt af temperaturen.

Når først de er afsat i form af en film på en elektronisk komponent, de optiske egenskaber af SCO-molekyler ændrer sig afhængigt af temperaturen, gør det muligt for dette kemiske termometer at etablere et termisk kort i nanometrisk skala over overfladen af ​​mikroelektroniske kredsløb. Imidlertid, det primære træk ved disse SCO molekylære film er faktisk deres unikke stabilitet:Molekylernes egenskaber forbliver uændrede, selv efter mere end 10 millioner termiske cyklusser under omgivende luft og høje temperaturer (op til 230 grader C).

Denne innovation overvinder den primære forhindring for SCO-molekyler, nemlig deres træthed, eller det faktum, at deres egenskaber ofte ændres efter flere overgange fra en elektronisk tilstand til en anden. Det kan snart bruges i mikroelektronikindustrien til at undersøge lokale termiske processer, og derved forbedre designet af fremtidige enheder.