Современные электронные устройства, например, такие как квантовый компьютер или сверхпроводник на данный момент способны функционировать только при экстремально низких температурах, лишь не намного выше температуры абсолютного нуля. И отклонение всего на десятую долю градуса может существенно изменить работу устройства.
Так вот ученые из Национального института стандартов и технологий (NIST) сконструировали миниатюрный криогенный термометр. Он способен отслеживать температуру чувствительных приборов и при этом практически не занимать место.
Зачем нужен такой термометр
Конечно, большинство приборов абсолютно безболезненно переносят как нагрев, так и охлаждение, но только не приборы, для работы которых требуются криогенные температуры.
Для них изменение всего на одну десятую градуса может быть непоправимым и, например, квантовый компьютер, может просто выйти из строя.
Так что для таких приборов активный мониторинг температуры был крайне необходим. Но чувствительные термометры до сих пор были сильно большими и требовали интеграции в само устройство.
Разработанный же термометр имеет габариты 2,5х1,15 мм, да и в производстве стоит достаточно дешево. Эти два фактора делают его практически идеальным для встраивания и применения в самой различной электронике.
А его диапазон температур позволяет производить измерения до 50 миликельвин (-273,1 градуса по Цельсию).
Как работает новый термометр
В устройстве использован совершенно новый физический механизм измерения. Ранее в термометрах применялся метод измерения электрического сопротивления.
В новом же термометре, состоящий из сверхпроводящего ниобиевого резонатора, есть дополнительное покрытие диоксидом кремния.
Так вот частота естественной вибрации резонатора имеет прямую зависимость от температуры, а это значит, что прибор способен регистрировать изменения частоты колебания и тем самым регистрировать изменения температуры.
Кроме этого, как утверждают создатели термометра, для работы не требуется дополнительных электронных компонентов. Термометр получается небольшим и легко интегрируемым в различные схемы.
А время измерения температуры равно всего 5 миллисекундам, что в сотни раз быстрее, чем у резистивных термометров.
Где может пригодится новый термометр
Инженеры утверждают, что созданный ими сверхчувствительный и миниатюрный термометр может найти активное применение в области квантовых вычислений и других областях промышленности.
Кстати с результатами проделанной работы ученых можно ознакомиться на страницах журнала Applied Physics Letters.
Понравился материал, тогда ставим палец вверх и обязательно подписываемся. Спасибо за ваше внимание!
