强制对流沸腾是一种有效的冷却技术,用于热载应用中的温度管理。由于对计算能力的不断增长的需求,微电子的快速发展在科学家和工程师面前设定了有效的微处理器的有效温度控制的任务[1,2]。此类应用的三维集成微处理器中的体积热通量已经达到10 kW/m 3 [2],并且此类处理器中的热通量分布可能非常不平衡。除此之外,已经开发了基于GAN晶体管的新一代电力电子产品,它具有高密度能量转换所需的特征,这将需要密集的冷却,[3]。在通道和微型通道中沸腾的流量已经积极研究[4-5]。例如,在[6]中,研究了具有均匀加热壁的微通道中的纵横比的影响,作者发现该比率对传热系数有很大的影响。在[7]中,研究了硅微通道水槽中的饱和水的饱和水,并研究了微通道的持续液压直径和不同的长宽比。已发现纵横比对传热特征有很大影响。然而,墙壁过热的关键问题,流动的固有不稳定以及在常规连续平行的微通道中的关键热通量值低,为在具有高热量磁通量的设备中实际应用的微通道散热器实际应用带来了严重的问题,[8]。在[9]中,研究了通道高度对传热的影响和具有不均匀加热(流量宽度大于加热器宽度)的平坦微型通道中的临界热通量。然而,尽管加热器与通道宽度之比的影响尚不清楚,尽管它可能对微型和微通道的沸腾传热效率产生重大影响。
在本研究中,我们通过测量逆自旋霍尔效应,用实验证明了传播的 SPP 诱导自旋电流,首次证明了传播的 SPP 和自旋电流之间的相互转换性。为了确认 SPP 诱导自旋电流的存在,需要消除由激光引入局部加热引起的其他寄生效应,比如自旋量热器产生的自旋电流。这通过三项测量实现了;(i) 逆自旋霍尔效应的反向对准,(ii) s 和 p 极化引入,以及 (iii) 逆自旋霍尔效应的入射角依赖性。所展示的结果可用于开发基于 SPP 的光自旋电子耦合器,作为自旋电子器件和光学数据传输或存储之间的接口。
用聚焦的连续波激光照射水溶液会在液体中产生强烈的局部加热,从而导致气泡成核,也称为热空化。在气泡生长过程中,周围的液体通过喷嘴从限制微流体通道中排出,形成射流。使用超快速成像技术对产生的液体射流的特性进行成像。在这里,我们提供了射流形状和速度的现象学描述,并将它们与边界积分数值模型进行了比较。我们定义了参数范围、变化的射流速度、锥度几何形状和液体体积,以实现最佳打印、注射和喷雾应用。这些结果对于基于微流体热空化设计节能无针喷射器非常重要。
随着超导量子处理器的复杂性不断增加,需要克服频率拥挤限制的技术。最近开发的激光退火方法提供了一种有效的后制造方法来调整超导量子比特的频率。在这里,我们展示了一种基于传统显微镜组件的自动激光退火装置,并展示了高度相干的透射的保存。在一个案例中,我们观察到激光退火后相干性增加了两倍,并对这个量子比特进行噪声光谱分析,以研究缺陷特征的变化,特别是两级系统缺陷。最后,我们提出了一个局部加热模型,并展示了晶圆级激光退火的老化稳定性。我们的工作是理解潜在物理机制和扩大超导量子比特激光退火规模的重要第一步。
准确的片上温度传感对于现代互补金属 - 氧化物 - 氧化通道(CMOS)集成电路(ICS)的最佳性能至关重要,可以在操作过程中理解和监测芯片周围局部加热。量子计算机的发展激发了对在深度低温温度下运行的IC的极大兴趣(通常为0.01 - 4 K),其中硅和氧化硅的疗法电导率降低以及有限的冷却功率预算使局部片上温度的温度变得更加重要。在这里,我们报告了CMOS工业制造工艺本质的片上温度测量方法的四种不同方法。这些包括二级和初级温度法和覆盖在室温下使用的常规温度计结构,以及利用在低温温度下出现的现象(例如超导性和COULOMB封锁)。我们将方法标记为温度的函数,并用它们来测量片上加热元件产生的局部过度温度。我们的结果证明了可以轻松地集成在CMOS芯片中的温度计方法,从Millikelvin范围到室温。
随着设备加工精度的发展和半导体材料掺杂的均匀性,由于设备的生产过程,由铜所代表的金属互连设备的瓶颈变得越来越明显。金属的性能在微尺度上显着恶化,而碳纳米管组件结构在此规模上具有很大的优势。除了具有高于铜的高电导率外,CNT还具有出色的导热率,可以支持良好的热管理和热量耗散。CNT的另一个重要方面与其焊料的独特特征和高频工作能力有关。纳米焊接技术涉及局部加热CNT bers以产生交联的bers。1,2基于这项技术,可以通过CNTber构建各种结构,包括2D网络和3D笼子,并且可以生产可编程的电路。此外,CNT可以在40 GHz或更高频率的高频率下使用高性能,这代表了由于其性质而无法克服的金属的局限性。此外,散热已成为限制
非挥发相变的内存设备利用局部加热来在具有不同电性能的晶体和无定形状态之间切换。扩展这种切换到两个拓扑上不同的阶段需要受控的非易失性切换在两个具有不同对称性的晶体相之间。在这里,我们报告了在两个稳定且密切相关的晶体结构之间的可逆和非挥发性切换的观察,并具有非常不同的电子结构,在近室温的范德华(Van der waals)中,van der waals feromagnet fe 5-Δgete 2。我们表明,通过Fe位置空缺的顺序和无序,可以通过两阶段的晶体对称性来实现开关,这可以通过热退火和淬火方法来控制。这两个阶段是由于在位置排序相中保留的全局反转对称性而存在拓扑结节线的区别,这是由量子破坏性干扰在双位晶格上引起的,而在站点排序相位的反转对称性。
对于任何成像技术,要充分利用活细胞显微镜的潜力,需要专业知识来优化图像采集条件,使其具有最小的侵入性。例如,大多数组织和细胞在其正常生命周期中从未暴露在光线下,众所周知,紫外线 (UV) 会损害 DNA(Sinha 和 Häder 2002),聚焦红外 (IR) 光会导致局部加热(Davaji、Richie 等人 2019),荧光激发会引起(光)毒性(Magidson 和 Khodjakov 2013)。在光毒性的情况下,负责的是激发态(通常是三重态)的荧光蛋白或染料与细胞成分中的分子氧或周围分子之间的反应产生的自由基物质(Tosheva、Yuan 等人 2020)。因此,对于活细胞成像,最好通过减少激发光量、优化光路效率和使用最大化光子收集的探测器来最大限度地减少此类物质的产生。此外,设置为特定样本的典型生理水平的缺氧环境对于保持样本健康非常有益。
激光直接写作采用多光子3D聚合化是一种科学和工业工具,用于各个领域,例如微观,医学,超材料,可编程材料等,由于高吞吐量和良好的特征融合到数百nm。技术适用性的某些局限性从照片牙质特性中出现,但是随着光激发条件的变化,任何物质修改都会强烈影响其可打印性。在这里,我们使用低峰功率激光振荡器提出了非波长的3D聚合。使用高脉冲重复率和快速激光直接写作,用于从SZ2080 TM照相抗体中推进添加剂制造,而无需任何照相机。波长为517 nm,780 nm和1035 nm的波长被证明适合于高达10 5 µm/s的写作速度,也适用于产生300 nm聚合的特征。杂交材料中有机无机比率的变化会导致动态制造窗口的变化和减少,但并没有禁止光结构。由于局部加热实现有效的3D打印,因此可以实现每个焦点的控制能量沉积。这种空间选择性的光化交叉链接扩大了非光敏感材料的光学制造能力。
拆卸和更换 IC 和 MMIC(单片微波集成电路)尤其成问题。此返工步骤涉及将组件局部加热至下方环氧树脂的玻璃化转变温度 (Tg) 以上,将平头螺丝刀或工具放在芯片下方并将其挖出。这不可避免地会造成松散的 FM/FOD(异物/异物碎片)等附带损害,因为芯片可能会破碎并对附近的组件造成意外的附带损害。这些松散的导电颗粒是任何腔体密封设备的主要可靠性问题,并且在所有 MIL-STD-883 目视检查测试方法中都得到了详细解决。然后必须将干燥的银环氧树脂刮干净并涂上新的湿环氧树脂。必须小心地放置新组件并将其第二次送入固化炉。接下来是在加热台上进行引线接合,可能借助离线手动引线接合机。然后必须将混合组件赶上批次并送去进行第二轮筛选测试。对于军事工作来说,记录所有这些信息简直是噩梦,而且很难计算返工周期的成本。对未粘住的电线或粘合过度并因脚跟裂纹而断裂的电线进行单独返工稍微容易一些,但仍然很成问题。