基于整体钻石气空隙中心的芯片表面温度分布的非侵入性广场成像
Zhenrong Shi1, Ziwen Pan2, Qinghua Li1
1College of Mechanical and Vehicle Engineering, Changchun University, Changchun 130022, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|April 28, 2025
概括
这项研究介绍了一种用于高灵敏度芯片温度测量的新型量子传感器. 它使用空位 (NV) 中心实现精确的非接触式二维温度映射,这对于电子设备的可靠性至关重要.
科学领域:
- 量子传感和计量学 量子传感和计量学
- 固态物理学和材料科学 固态物理学和材料科学
- 纳米技术和微电子技术
背景情况:
- 对电子设备可靠性的日益增长的需求需要先进的温度监控.
- 钻石中的空 (NV) 中心提供高灵敏度的温度测量功能.
- NV中心的灵敏度受到温度和磁场的影响,需要仔细的系统设计.
研究的目的:
- 分析磁场对NV中心温度检测的影响.
- 为电子芯片开发一种高灵敏度,广场温度测量系统.
- 为了证明非接触,在不同电流条件下对芯片表面进行二维温度成像.
主要方法:
- 使用光学检测磁共振 (ODMR) 广场成像平台.
- 在石英基板上采用温度敏感结构,配合钻石.
- 集成了一个CCD摄像头用于成像,实现500μm2视野和1.3μm空间分辨率.
主要成果:
- 实现了高灵敏度温度检测,灵敏度约为10mK/Hz.
- 演示了具有大视野和高空间分辨率的广场成像能力.
- 在不同的电流负载下,成功地在芯片表面绘制了2D温度分布.
结论:
- 开发的NV中心系统提供有效的广场,非接触和高速温度成像.
- 该技术适用于评估电子芯片的热性能和可靠性.
- 该研究强调了量子传感在先进的微电子热管理中的潜力.
