用于热扩散测量的新型电子显微镜技术

NIMS 研究团队开发了一种技术，可以对材料样本内的热传播路径和行为进行纳米级观察。这是通过能够发射脉冲电子束的扫描透射电子显微镜(STEM)和纳米级热电偶(NIMS 开发的高精度温度测量装置)实现的。该研究发表在《科学进展》上。

近年来，公众对节能和回收的兴趣大大增加。这一变化激发了科学家们开发能够高精度控制和利用热量的下一代材料/设备，包括能够将废热转化为电能的热电设备以及能够冷却暴露在高温下的电子元件的散热复合材料。

测量材料内的纳米级热传播一直很困难，因为其特性(即行进热波的振幅、速度、路径和传播机制)会根据材料的特性(即其成分和尺寸以及类型和类型)而变化。内部存在大量缺陷)，对其进行加热。因此，人们期待新技术的发展能够原位观察热量如何流过材料的纳米结构。

该研究小组开发了一种使用 STEM 的纳米级热传播观测技术，其中将脉冲纳米级电子束施加到材料样本的特定位置，产生热量，然后使用 NIMS 开发的纳米级热电偶以变化的温度形式测量热量。

用脉冲电子束照射样品可以定期测量不同热波相位并分析热波速度和振幅。

此外，辐射部位的精确纳米级重新定位能够对热波相位和振幅的时间变化进行成像。这些图像不仅可用于执行纳米级热导率测量，还可用于创建跟踪热传播的动画视频。

通过使用本项目开发的原位技术观察纳米级热传播，可以阐明材料的微观结构与热量如何流经它们之间的复杂关系。

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