नैनोवायर थर्मामीटर का निर्माण और परीक्षण
Summary
हम निर्माण और नैनोवायर थर्मामीटर के परीक्षण की प्रक्रिया का वर्णन ।
Abstract
हाल के वर्षों में, दूरसंचार के लिए सिलिकॉन नैनोवायर उपकरणों के उपंयास के विकास के लिए एक धक्का एक विशाल ज्ञान का आधार है कि अब परिष्कृत नैनोवायर सेंसर के विकास के लिए leveraged किया जा रहा है उत्पंन है । सिलिकॉन नैनोवायर सेंसर करने के लिए नैनो में प्रकाश की मजबूत परिशोधन का दोहन करने के लिए waveguides भौतिक राज्य में परिवर्तन करने के लिए transduce अनुनाद आवृत्ति में परिवर्तन करना चाहते हैं । thermometry के मामले में, थर्मामीटरों ऑप्टिक गुणांक, यानी, तापमान के कारण अपवर्तन सूचकांक में परिवर्तन, नैनोवायर डिवाइस की गुंजयमान आवृत्ति जैसे एक डींग मारने के लिए तापमान के साथ बहाव के कारण होता है । हम नैनोवायर उपकरणों का एक सूट विकसित कर रहे है कि दूरसंचार संगत प्रकाश स्रोतों में हाल के अग्रिमों का लाभ उठाने के लिए लागत प्रभावी नैनोवायर तापमान सेंसर, जो नियंत्रित प्रयोगशाला से लेकर सेटिंग्स की एक विस्तृत विविधता में तैनात किया जा सकता है बनाना एक कारखाने के फर्श या एक निवास के शोर वातावरण के लिए शर्तें, । इस पांडुलिपि में, हम विस्तार नैनोवायर थर्मामीटर के निर्माण और परीक्षण के लिए हमारे प्रोटोकॉल ।
Introduction
तापमान मैट्रोलोजी, प्लेटिनम प्रतिरोध थर्मामीटर के लिए स्वर्ण मानक, पहले सर सीमेंस द्वारा १८७१ में Callender1 १८९० में पहली डिवाइस विकसित करने के साथ प्रस्तावित किया गया था । के बाद से उस समय डिजाइन और थर्मामीटर के निर्माण में वृद्धिशील प्रगति तापमान माप समाधान की एक विस्तृत श्रृंखला दिया है । मानक प्लेटिनम प्रतिरोध थर्मामीटर (SPRT) अंतरराष्ट्रीय तापमान पैमाने (इसके-९०) और प्रतिरोध thermometry का उपयोग कर इसके प्रसार को साकार करने के लिए interpolating साधन है । आज, एक सदी से भी अधिक अपने आविष्कार के बाद, प्रतिरोध thermometry उद्योग के विभिंन पहलुओं और रोजमर्रा की प्रौद्योगिकी से लेकर विनिर्माण प्रक्रिया नियंत्रण के निर्माण के लिए ऊर्जा उत्पादन और खपत में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है । हालांकि अच्छी तरह से नपे औद्योगिक प्रतिरोध थर्मामीटर अनिश्चितताओं के साथ तापमान को मापने के रूप में छोटे रूप में 10 एमके कर सकते हैं, वे यांत्रिक सदमे, थर्मल तनाव और आर्द्रता और रासायनिक दूषित पदार्थों के रूप में पर्यावरण चर के प्रति संवेदनशील हैं । नतीजतन, प्रतिरोध थर्मामीटर आवर्ती (और महंगा) ऑफ लाइन recalibration की आवश्यकता होती है । प्रतिरोध thermometry की इन मूलभूत सीमाओं नैनोवायर तापमान सेंसर2 कि बेहतर माप क्षमताओं के समान यांत्रिक सदमे के खिलाफ और अधिक मजबूत किया जा रहा whislt वितरित कर सकते हैं के विकास में काफी रुचि का उत्पादन किया है . इस तरह के एक devcie राष्ट्रीय और औद्योगिक प्रयोगशालाओं और दीर्घकालिक निगरानी जहां साधन बहाव नकारात्मक उत्पादकता प्रभाव कर सकते है में रुचि रखने वालों के लिए अपील करेंगे ।
हाल के वर्षों में उपंयास नैनोवायर थर्मामीटर की एक विस्तृत विविधता सहज रंजक सहित प्रस्तावित किया गया है3, नीलमणि आधारित माइक्रोवेव फुसफुसा गैलरी मोड प्रतिध्वनित4, फाइबर ऑप्टिक सेंसर5,6, 7, और पर चिप सिलिकॉन नैनो-नैनोवायर सेंसर8,9,10। NIST में, हमारे प्रयासों को कम लागत, आसानी से तैनात, उपंयास तापमान सेंसर और मानक है कि आसानी से ऐसे CMOS-संगत विनिर्माण के रूप में मौजूदा प्रौद्योगिकियों, का उपयोग कर निर्मित कर रहे है विकसित करने के उद्देश्य से कर रहे हैं । एक विशेष ध्यान सिलिकॉन नैनोवायर उपकरणों के विकास किया गया है । हमने दिखा दिया है कि इन उपकरणों की सीमाओं पर तापमान को मापने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है-४० ° c करने के लिए ८० ° c और 5 ° c करने के लिए अनिश्चितताओं के साथ तुलना कर रहे हैं कि लीगेसी डिवाइस8. इसके अलावा, हमारे परिणाम सुझाव है कि एक बेहतर प्रक्रिया नियंत्रण उपकरण के साथ ०.१ डिग्री सेल्सियस अनिश्चितता के आदेश पर विनिमेयता प्राप्त है (यानी तापमान माप की अनिश्चितता नाममात्र गुणांक का उपयोग नहीं अंशांकन निर्धारित गुणांक ).
Protocol
Representative Results
Discussion
इस प्रयोग का उद्देश्य एक नैनोवायर थर्मामीटर के तापमान निर्भर प्रतिक्रिया मात्रा में था । तापमान की मात्रात्मक माप के लिए, यह एक मैट्रोलोजी ग्रेड गहरी सूखी अच्छी तरह से, छोटी मात्रा सेंसर के रूप में एक ?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखक NIST/CNST NanoFab सुविधा के लिए सिलिकॉन नैनोवायर तापमान सेंसर और Wyatt मिलर और भोर पार निर्माण करने के लिए सहायता की स्थापना में मदद करने का अवसर प्रदान करने के लिए स्वीकार करते हैं ।
Materials
| Packaging process | |||
| 6-axis stage | PI instruments | ||
| video cameras | |||
| epoxy dispensation system | |||
| Fiber array | |||
| Temperature Measurement | |||
| Metrology Well | Fluke | 9170 | Dry well stable to better than .01 K |
| Laser | Newport | TLB6700 | 1520-1570 nm tunable laser |
| Wavemeter | HighFinesse | WS/7 | 100 Hz wavemeter |
| Power meter | Newport | 1936-R | power meter with broad range |
References
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