Архив рубрики ~Лента новостей~

Светящиеся наночастицы помогут определять температуру работающих микрочипов

Светящиеся наночастицы помогут определять температуру работающих микрочипов

Реализация метода люминесцентной термометрии в микроэлектронике

Реализация метода люминесцентной термометрии в микроэлектронике

© Ilya E. Kolesnikov et al / Applied Materials Today, 2026

Ученые разработали бесконтактный способ измерения температуры микроэлектронных устройств, основанный на способности «термометра» менять свое свечение при нагреве. Авторы использовали наночастицы, несущие ионы редкоземельных металлов эрбия и иттербия, которые стали «термометрами». Новые материалы эффективно регистрировали температуру в диапазоне 25–110°C, и погрешность их измерений оказалась 0,9°C, что обеспечивает требуемый предел точности для таких устройств. Благодаря этому предложенные материалы найдут применение в микроэлектронике и в медицине для бесконтактного и точного измерения температуры микросхем и живых клеток. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Applied Materials Today.

Традиционные контактные методы измерения температуры не подходят для задач микроэлектроники. Контактные датчики значительно больше элементов микросхем и неустойчивы к электромагнитным помехам, что затрудняет точное измерение температуры. В качестве альтернативного решения можно использовать бесконтактную люминесцентную термометрию. Люминесцентные датчики улавливают тепло, испускаемое элементом микросхемы, и меняют свое свечение в ответ. Отслеживая эти изменения, специалисты делают вывод о температуре объекта. Такой метод позволяет быстро измерять степень нагрева очень маленьких объектов, при этом не повреждая их структуру. Однако оптимальный состав люминесцентных датчиков, эффективно измеряющих температуру, еще не подобран.

Ученые из Санкт-Петербургского государственного университета (Санкт-Петербург), Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (Санкт-Петербург) и Южного медицинского университета (Китай) предложили использовать в качестве материалов для люминесцентного термометра оксиды (соединения с кислородом) редкоземельных элементов, модифицированные заряженными частицами (ионами) эрбия и иттербия. Авторы выбрали именно их, так как эти элементы способны заметно менять свое свечение в ответ даже на небольшое тепло. В результате синтезированные образцы проявляли интенсивную люминесценцию как при понижении, так и при повышении температуры.

Авторы сравнили два способа термометрии с использованием синтезированных наночастиц. Вторичная термометрия — классический метод, при котором специалисты предварительно определяют зависимость между свечением датчика и температурой, и по этой зависимости рассчитывают эталонные значения, на которые опираются при дальнейших измерениях. Первичная термометрия — более сложный метод, при котором температура рассчитывается напрямую с помощью физических законов. Разработанный материал оказался пригодным для обоих методов при измерениях в диапазоне температур 25–110°C. Ученые также провели эксперимент на реальном микроэлектронном устройстве — графическом процессоре видеокарты. Авторы нанесли на поверхность чипа тонкий слой разработанного материала. Изменяя нагрузку на процессор видеокарты, исследователи дистанционно следили за его нагревом. Результаты подтвердили надежность метода: данные, полученные с помощью люминесцентной термометрии, совпали с показаниями тепловизора с погрешностью всего в 1–2°C. При этом в режиме первичной термометрии с инфракрасным возбуждением, имитирующим нагрев, ошибка оказалась еще ниже — около 0,9°C.

«Предложенные нами датчики оказались достаточно эффективными тепловыми сенсорами, работающими в температурном диапазоне, важном для задач микроэлектроники. Они позволят дистанционно измерять температуру электронных компонентов с высокой чувствительностью. В дальнейшем мы планируем повысить надежность и точность измерения температуры с помощью одновременного анализа нескольких температурно-зависимых люминесцентных параметров», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Илья Колесников, доктор физико-математических наук, научный сотрудник кафедры лазерной химии и лазерного материаловедения Института химии Санкт-Петербургского государственного университета.

Источник: indicator.ru

Оцените материал:

Поделиться
Понравилась статья? Расскажите другим
ВКонтакте
Читайте также
Новости робототехники ИИ и дроны: Эрик Шмидт о величайшей революции в истории военного дела Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Сбер подтвердил информацию об атаке беспилотника на свой дата-центр в… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Дата-центр на случай конца света Председателя правления «Ростелекома» Валерий Ермаков… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Я в американский бигтех. Кому что взять? В OpenAI поймали… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ В двух остановленных дата-центрах «Яндекса» ранее размещались три суперкомпьютера с… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Тестируем AI Studio для рабочих задач Здесь можно настраивать и… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Google выпустила Gemini 4 Argon — и превращает Gemini в… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Anthropic за полгода заблокировала больше 11 млн аккаунтов Anthropic обновила… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Qwen показала QwenGyre — систему для более эффективного обучения ИИ-агентов…. Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Microsoft делает ставку на свои ИИ-чипы: Maia станет основой инференса… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Всё о Claude Code в одном месте: появился бесплатный курс… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Вайбкодер нашёл возможную новую планету с помощью Claude Code Вайбкодинг… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Китай выдал ИИ-аватару официальное удостоверение личности — впервые виртуальная певица… Архив рубрики ~Полезное~ Камера сама подскажет, как встать для удачного кадра — нашли… Новости робототехники ИИ и дроны: Эрик Шмидт о величайшей революции в истории военного дела Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Сбер подтвердил информацию об атаке беспилотника на свой дата-центр в… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Дата-центр на случай конца света Председателя правления «Ростелекома» Валерий Ермаков… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Я в американский бигтех. Кому что взять? В OpenAI поймали… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ В двух остановленных дата-центрах «Яндекса» ранее размещались три суперкомпьютера с… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Тестируем AI Studio для рабочих задач Здесь можно настраивать и… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Google выпустила Gemini 4 Argon — и превращает Gemini в… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Anthropic за полгода заблокировала больше 11 млн аккаунтов Anthropic обновила… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Qwen показала QwenGyre — систему для более эффективного обучения ИИ-агентов…. Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Microsoft делает ставку на свои ИИ-чипы: Maia станет основой инференса… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Всё о Claude Code в одном месте: появился бесплатный курс… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Вайбкодер нашёл возможную новую планету с помощью Claude Code Вайбкодинг… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Китай выдал ИИ-аватару официальное удостоверение личности — впервые виртуальная певица… Архив рубрики ~Полезное~ Камера сама подскажет, как встать для удачного кадра — нашли…