來(lái)自牛津大學(xué)、代爾夫特大學(xué)和 IBM 蘇黎世大學(xué)的一組研究人員證明，石墨烯可用于構(gòu)建靈敏且自供電的溫度傳感器。這些發(fā)現(xiàn)為設(shè)計(jì)高靈敏度熱電偶鋪平了道路，熱電偶可以集成到納米設(shè)備甚至活細(xì)胞中。

可擴(kuò)展、可靠且可安裝到納米器件中的片上溫度 傳感器對(duì)于未來(lái) CPU 的熱管理至關(guān)重要。通過(guò)沿關(guān)鍵點(diǎn)分布溫度監(jiān)視器來(lái)確定 CPU 某些部分的局部發(fā)熱，可以向控制系統(tǒng)提供反饋。作為回應(yīng)，熱管理可以允許通過(guò)局部冷卻或負(fù)載分配來(lái)重新分配熱負(fù)載，例如在不同的計(jì)算核心之間，避免熱點(diǎn)并延長(zhǎng)設(shè)備壽命并節(jié)省能源。這樣的溫度傳感器應(yīng)該具有小尺寸、高精度、消耗最少的功率并且與已建立的納米制造技術(shù)兼容。

片上測(cè)溫

熱電偶是低成本測(cè)溫的理想選擇，因?yàn)樗鼈兪亲怨╇姷牟⑶蚁鄬?duì)容易制造。它們的靈敏度往往變化很小，因?yàn)樗鼈兊男盘?hào)源于固有的材料特性。通常，熱電偶是在傳感端連接的具有不同塞貝克系數(shù)的兩種材料的組合，從而能夠測(cè)量在傳感和參考之間建立的與溫差成比例的熱電壓。為了使用傳統(tǒng)熱電偶實(shí)現(xiàn)片上溫度測(cè)量，通常需要兩個(gè)單獨(dú)的制造運(yùn)行。然而，可以很容易地集成到當(dāng)前晶圓級(jí)集成中的熱電偶已經(jīng)引起了人們的興趣，此前曾報(bào)道過(guò)多次努力制造單金屬熱電偶。然而，

石墨烯

來(lái)自牛津大學(xué)、代爾夫特大學(xué)和 IBM 蘇黎世大學(xué)的一組研究人員現(xiàn)已證明，石墨烯可用于構(gòu)建靈敏、單一材料和自供電的溫度傳感器。他們將石墨烯(一個(gè)原子厚的碳原子片)圖案化成 U 形，在傳感端連接一條寬窄的腿。通過(guò)仔細(xì)調(diào)整石墨烯腿的幾何形狀并利用石墨烯器件邊緣的電子散射效應(yīng)，該團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了 ΔS≈39 μV/K 的最大靈敏度。

結(jié)果可以為高靈敏度熱電偶的設(shè)計(jì)鋪平道路，并有可能集成到范德華結(jié)構(gòu)和未來(lái)的石墨烯電路中。此外，由于石墨烯的生物惰性及其在各種情況下的穩(wěn)定性，這些熱電偶還可用作惡劣或敏感環(huán)境中的溫度傳感器，例如細(xì)胞和其他生命系統(tǒng)。

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