आईबीएम के शोधकर्ता एक मोनोनेटिक संपर्क के माध्यम से तापीय चालकता को मापते हैं

जिस प्रणाली के साथ माप लिया गया था

आईबीएम ज्यूरिख रिसर्च लेबोरेटरी के विशेषज्ञ एक एकल हीट क्वांटम को अलग करने और मापने की संभावना के प्रयोगात्मक सबूत प्राप्त करने में सक्षम थे। आगे देखते हुए, हम कह सकते हैं कि प्रयोग के परिणामों से इंजीनियरों और वैज्ञानिकों को आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के तत्वों से गर्मी हटाने की दक्षता के साथ समस्याओं को दूर करने में मदद मिलेगी। इस प्रयोग के लिए, वैज्ञानिक इस मामले में व्यक्तिगत धातु परमाणुओं की तापीय चालकता को मापने में सक्षम थे - इस मामले में, सोना। विज्ञान के इतिहास में पहली बार, वैज्ञानिकों ने कमरे के तापमान पर एक समान प्रयोग सफलतापूर्वक किया है।

व्यक्तिगत परमाणुओं की तापीय चालकता को मापने का पहला प्रयास कैलिफोर्निया प्रौद्योगिकी संस्थान के शोधकर्ताओं ने 1999 में किया था। प्रयोग सफल भी माना गया था, लेकिन माप पराबैंगनी तापमान पर किया गया था। तब वैज्ञानिक प्रयोगात्मक रूप से Wiedemann-Franz कानून की वैधता की पुष्टि करने में सक्षम थे। यह एक भौतिक नियम है जो बताता है कि धातुओं के लिए, तापीय चालकता गुणांक (या तापीय चालकता दशमांश) का अनुपात विद्युत चालकता (या चालकता दशमांश) तापमान के लिए आनुपातिक है।

परिणाम के लिए धन्यवाद, विशेषज्ञ अब उप-परमाणु स्तर पर या एकल अणु के भीतर थर्मल और विद्युत प्रभावों की भविष्यवाणी करने में सक्षम होंगे।

"इस तथ्य के बावजूद कि कानून स्वयं तैयार किया गया था, और कुछ धातुओं के लिए उचित निकला, यह नैनोस्केल में जाने पर इसकी वैधता साबित करना कठिन था," काम के प्रमुख शोधकर्ताओं में से एक, बर्नड गोस्टमैन बताते हैं।

उप-परमाणु स्तर पर मापों को सफलतापूर्वक करने के लिए, विश्वसनीय उपकरणों की आवश्यकता होती है। लेकिन स्पष्ट कारणों के लिए उन्हें बनाना काफी मुश्किल है। हालांकि, पिछले साल, ज्यूरिख के स्विस उच्च तकनीकी स्कूल (जर्मन Eidgenössische Technische Hochschule Zürich) के विशेषज्ञों के साथ साझेदारी में आईबीएम ज्यूरिख अनुसंधान प्रयोगशाला के वैज्ञानिकों ने इसी तकनीक का विकास और पेटेंट कराया। इसकी मदद से, एक ऐसी प्रणाली तैयार करना संभव था जो 10 नैनोमीटर या उससे कम आकार की वस्तुओं के तापमान को माप सकता है। तकनीक को "स्कैनिंग जांच थर्मोमेट्री" कहा जाता है। यहां व्यावहारिक लाभ यह है कि इस उपकरण का उपयोग करके आप इलेक्ट्रॉनिक भाग के माध्यम से गर्मी वितरण का नक्शा बना सकते हैं। और यह, बदले में, उन तत्वों को डिजाइन करने की संभावना को खोलता है जो प्रभावी रूप से ठंडा होते हैं।



फिर भी, आधुनिक मानकों द्वारा 10 नैनोमीटर पहले से ही उपकरणों के लिए अपर्याप्त संकल्प है। इसलिए, वैज्ञानिकों ने एक उपकरण बनाया है जो ऊपर बताए अनुसार व्यक्तिगत परमाणुओं की तापीय चालकता को माप सकता है।

सफलता दो प्रमुख कारकों से संभव हुई। पहले एक एकीकृत थर्मल सेंसर के साथ एक माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक तंत्र है, जो वैक्यूम स्कैनिंग टनलिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के हिस्से के रूप में संचालित होता है। इलेक्ट्रोड, जिसके साथ माप लिया जाता है, चिप पर्यावरण के थर्मल प्रभाव से पृथक होता है।

अध्ययन के प्रतिभागियों में से एक ने कहा, "हमारे काम में, हमने क्वांटम बिंदु संपर्कों के संबंध में विदेमान - फ्रांज कानून की शुद्धता साबित की, जो कि आईबीएम वैज्ञानिक रॉल्फ लैंडॉउर ने भविष्यवाणी की थी।" ज्यूरिख में आईबीएम अनुसंधान प्रयोगशाला के वैज्ञानिकों के काम के लिए धन्यवाद, विशेषज्ञ अब उपकरणों में गर्मी के वितरण को एक या अधिक अणुओं के आकार को नियंत्रित करने में सक्षम होंगे। और यह इलेक्ट्रॉनिक्स, सामग्री विज्ञान और विज्ञान और प्रौद्योगिकी के अन्य क्षेत्रों के लिए जबरदस्त अवसर खोलता है।