В Петербурге разработали дистанционный способ измерения нагрева микрочипов

Ученые Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) разработали дистанционный способ измерения нагрева микроэлектронных устройств, сообщили в вузе. Проведенные исследования пригодятся в том числе в медицине, что отвечает задачам нацпроекта «Новые технологии сбережения здоровья».

Обычные способы измерения температуры плохо подходят для их применения в микроэлектронике. Контактные датчики слишком большие по сравнению с элементами микросхем и боятся электромагнитных помех — из‑за этого сложно точно установить тепловой режим. Альтернативный вариант — дистанционная люминесцентная термометрия, которая редко используется, поскольку у нее низкая чувствительность в широком диапазоне и сигнал зависит от случайных внешних факторов.

Люминесцентные сенсоры улавливают тепло, испускаемое элементом микросхемы, и меняют свои оптические характеристики. Отслеживая эти изменения, специалисты могут гораздо точнее определить температуру. Такой подход позволяет быстро измерять степень нагрева даже очень маленьких объектов, не повреждая их структуру. Однако оптимальный состав таких люминесцентных датчиков еще не подобран.

Специалисты СПбГУ предложили использовать люминесцентные сенсоры на основе оксидов редкоземельных элементов с ионами эрбия и иттербия для дистанционного измерения температуры микроэлектронных устройств и живых клеток. Выбор этих элементов обусловлен не только их люминесцентными свойствами, но и возможностью точного синтеза: они способны заметно менять свечение даже при незначительном нагреве. В результате полученные образцы проявляли интенсивную люминесценцию как при понижении, так и при повышении температуры.

«Предложенные нами сенсоры оказались достаточно эффективными тепловыми датчиками, работающими в диапазоне, важном для задач микроэлектроники. Они позволят дистанционно измерять нагрев электронных компонентов с высокой чувствительностью. В дальнейшем мы планируем повысить надежность и точность контроля теплового состояния с помощью одновременного анализа нескольких температурно‑зависимых люминесцентных параметров», — сказал руководитель проекта, специалист по спектрофлуориметрии Научного парка СПбГУ Илья Колесников.

Благодаря комплексу мер нацпроекта «Новые технологии сбережения здоровья» медицинские исследования и разработки становятся эффективнее. Создаются условия для их использования на практике. Одна из основных целей — достижение технологического суверенитета в производстве лекарственных препаратов, продуктов тканевой инженерии и медицинских изделий. Обновленные нацпроекты реализуются по решению Президента РФ Владимира Путина с 2025 года.