研究人員最新制造出微型自供電溫度傳感器

（文章來源：科技報告與資訊）
來自牛津大學，代爾夫特大學和IBM蘇黎世的一組研究人員研究表明，石墨烯可用于構建靈敏且自供電的溫度傳感器。這些發(fā)現(xiàn)為高度敏感的熱電偶的設計鋪平了道路，該熱電偶可以集成在納米器件甚至活細胞中。

可擴展，可靠且可安裝在納米設備中的片上溫度傳感器對于CPU未來的熱管理至關重要。通過沿著臨界點分布溫度監(jiān)控器來確定CPU某些部分的局部熱量，可以將反饋提供給控制系統(tǒng)。作為響應，熱管理允許通過點冷卻或負載分配（例如在不同的計算核心之間）進行熱負載的重新分配，從而避免出現(xiàn)熱點并延長設備壽命并節(jié)省能源。這樣的溫度傳感器應具有較小的占地面積，高精度，消耗最少的功率并且與已建立的納米制造技術兼容。

熱電偶是自供電且相對容易制造的，因此是低成本測溫的理想選擇。由于它們的信號源自固有的材料特性，因此它們的靈敏度往往會有很小的差異。通常，熱電偶是由兩種具有不同塞貝克系數(shù)的材料組合而成，可以測量在傳感端和參考物之間建立的與溫度差成比例的熱電壓。為了使用常規(guī)熱電偶實現(xiàn)片上測溫，通常需要兩次單獨的制造。因此，可以很容易地集成到當前晶片規(guī)模的熱電偶已經(jīng)引起了人們的興趣，以前也有報道過單個金屬熱電偶。不過這些熱電偶的靈敏度較差(約為1μv/k)，還往往有很大的占用面積，厚度相對較大，約為100納米。

牛津大學，代爾夫特大學和IBM蘇黎世大學的研究人員發(fā)現(xiàn)，石墨烯可用于構建敏感的、單材料的和自供電的溫度傳感器。他們將石墨烯（一原子厚的碳原子片）化成U形，在傳感端連接著一條寬窄的腿。通過調(diào)整石墨烯支腳的幾何形狀并利用電子在石墨烯器件邊緣的散射效應，研究小組獲得了最大靈敏度ΔS≈39μV/ K。

結果可能為高靈敏度熱電偶的設計鋪平道路，并有可能集成在范德華結構和未來的石墨烯電路中。此外，由于石墨烯的生物惰性和在各種情況下的穩(wěn)定性，這些熱電偶還可以在惡劣或敏感的環(huán)境（例如細胞和其他生物系統(tǒng)）中用作溫度傳感器。
（責任編輯：fqj）