Published August 29, 2012
| Version v1
Publication
Open
Towards on-chip time-resolved thermal mapping with micro-/nanosensor arrays
- 1. Peking University
- 2. National Center for Nanoscience and Technology
Description
In recent years, thin-film thermocouple (TFTC) array emerged as a versatile candidate in micro-/nanoscale local temperature sensing for its high resolution, passive working mode, and easy fabrication. However, some key issues need to be taken into consideration before real instrumentation and industrial applications of TFTC array. In this work, we will demonstrate that TFTC array can be highly scalable from micrometers to nanometers and that there are potential applications of TFTC array in integrated circuits, including time-resolvable two-dimensional thermal mapping and tracing the heat source of a device. Some potential problems and relevant solutions from a view of industrial applications will be discussed in terms of material selection, multiplexer reading, pattern designing, and cold-junction compensation. We show that the TFTC array is a powerful tool for research fields such as chip thermal management, lab-on-a-chip, and other novel electrical, optical, or thermal devices.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
في السنوات الأخيرة، ظهرت مجموعة المزدوجات الحرارية ذات الأغشية الرقيقة (TFTC) كمرشح متعدد الاستخدامات في استشعار درجة الحرارة المحلية الدقيقة/النانوية لدقتها العالية، ووضع العمل السلبي، وسهولة التصنيع. ومع ذلك، يجب مراعاة بعض القضايا الرئيسية قبل الأجهزة الحقيقية والتطبيقات الصناعية لمجموعة TFTC. في هذا العمل، سنوضح أن مصفوفة TFTC يمكن أن تكون قابلة للتطوير بدرجة كبيرة من الميكرومتر إلى النانومتر وأن هناك تطبيقات محتملة لمصفوفة TFTC في الدوائر المتكاملة، بما في ذلك رسم الخرائط الحرارية ثنائية الأبعاد القابلة للحل الزمني وتتبع مصدر الحرارة للجهاز. ستتم مناقشة بعض المشاكل المحتملة والحلول ذات الصلة من وجهة نظر التطبيقات الصناعية من حيث اختيار المواد وقراءة أجهزة الإرسال المتعدد وتصميم الأنماط وتعويض الوصلات الباردة. نظهر أن مصفوفة TFTC هي أداة قوية لمجالات البحث مثل الإدارة الحرارية للرقاقة، والمختبر على رقاقة، وغيرها من الأجهزة الكهربائية أو البصرية أو الحرارية الجديدة.Translated Description (French)
Ces dernières années, le réseau de thermocouples à couche mince (TFTC) est apparu comme un candidat polyvalent dans la détection de température locale à l'échelle micro/nanométrique pour sa haute résolution, son mode de fonctionnement passif et sa fabrication facile. Cependant, certaines questions clés doivent être prises en compte avant les véritables applications industrielles et d'instrumentation de la matrice TFTC. Dans ce travail, nous démontrerons que la matrice TFTC peut être hautement évolutive du micromètre au nanomètre et qu'il existe des applications potentielles de la matrice TFTC dans les circuits intégrés, y compris la cartographie thermique bidimensionnelle résoluble dans le temps et le traçage de la source de chaleur d'un dispositif. Certains problèmes potentiels et solutions pertinentes du point de vue des applications industrielles seront discutés en termes de sélection de matériaux, de lecture de multiplexeurs, de conception de motifs et de compensation de jonctions froides. Nous montrons que le réseau TFTC est un outil puissant pour les domaines de recherche tels que la gestion thermique des puces, le laboratoire sur puce et d'autres nouveaux dispositifs électriques, optiques ou thermiques.Translated Description (Spanish)
En los últimos años, la matriz de termopares de película delgada (TFTC) surgió como un candidato versátil en la detección de temperatura local a micro/nanoescala por su alta resolución, modo de trabajo pasivo y fácil fabricación. Sin embargo, algunas cuestiones clave deben tenerse en cuenta antes de la instrumentación real y las aplicaciones industriales de la matriz TFTC. En este trabajo, demostraremos que la matriz TFTC puede ser altamente escalable de micrómetros a nanómetros y que existen aplicaciones potenciales de la matriz TFTC en circuitos integrados, incluido el mapeo térmico bidimensional soluble en el tiempo y el rastreo de la fuente de calor de un dispositivo. Se discutirán algunos problemas potenciales y soluciones relevantes desde el punto de vista de las aplicaciones industriales en términos de selección de materiales, lectura de multiplexores, diseño de patrones y compensación de uniones en frío. Mostramos que la matriz TFTC es una poderosa herramienta para campos de investigación como la gestión térmica de chips, el laboratorio en un chip y otros dispositivos eléctricos, ópticos o térmicos novedosos.Files
1556-276X-7-484.pdf.pdf
Files
(1.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:99681589951090c0dcb43801e80e91c5
|
1.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نحو رسم الخرائط الحرارية على الرقاقة التي تم حلها بالوقت باستخدام مصفوفات المستشعرات الدقيقة/النانوية
- Translated title (French)
- Vers une cartographie thermique résolue en temps sur puce avec des réseaux de micro/nanocapteurs
- Translated title (Spanish)
- Hacia el mapeo térmico resuelto en el tiempo en el chip con matrices de micro/nanosensores
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2145206501
- DOI
- 10.1186/1556-276x-7-484
References
- https://openalex.org/W1532003505
- https://openalex.org/W1973029210
- https://openalex.org/W1990311671
- https://openalex.org/W2022527871
- https://openalex.org/W2023408123
- https://openalex.org/W2029825894
- https://openalex.org/W2036923269
- https://openalex.org/W2052201268
- https://openalex.org/W2057567599
- https://openalex.org/W2076208338
- https://openalex.org/W2078818161
- https://openalex.org/W2079553754
- https://openalex.org/W2080639908
- https://openalex.org/W2086612720
- https://openalex.org/W2110735437
- https://openalex.org/W2114190446
- https://openalex.org/W2118279207
- https://openalex.org/W2121931782
- https://openalex.org/W2126921880
- https://openalex.org/W2158521105
- https://openalex.org/W2162736688
- https://openalex.org/W2163542585
- https://openalex.org/W2171849451