Los científicos del Instituto de Tecnología de Tokio (Tokyo Tech) y sus colaboradores han desarrollado un termómetro de un micrómetro de ancho que es sensible al calor generado por haces ópticos y de electrones. y puede medir cambios de temperatura pequeños y rápidos en tiempo real. Este nuevo dispositivo se puede utilizar para explorar el transporte de calor a micro y nanoescala, y en experimentos de microscopía óptica y radiación sincrotrónica.

Existe una necesidad urgente de un dispositivo que pueda medir el comportamiento térmico a nanoescala y en tiempo real, ya que esta tecnología podría aplicarse en el tratamiento fototérmico del cáncer, así como en la investigación avanzada sobre cristales, captación de luz óptica, etc. Además, Un sistema de microscopía térmica miniaturizado con una fuente de calor a nanoescala y un detector es esencial para el desarrollo futuro de transistores de próxima generación que se emplearán en el diseño de nuevos dispositivos a nanoescala.

Un termopar es un dispositivo eléctrico que consta de dos conductores eléctricos diferentes que forman uniones eléctricas a diferentes temperaturas. Un termopar produce un voltaje dependiente de la temperatura, que se puede interpretar para medir la temperatura. El micro-termopar desarrollado recientemente por científicos del Instituto de Tecnología de Tokio y sus colaboradores es de gran importancia para los investigadores en muchos campos. Este dispositivo consta de un termopar de oro y níquel sobre una membrana de nitruro de silicio y está miniaturizado hasta el punto de que los electrodos tienen solo 2,5 μm de ancho y la membrana tiene solo 30 nm de grosor. Para que un sistema de este tipo se utilice como dispositivo de caracterización térmica, es decir., un termómetro, debe mostrar sensibilidad al cambio de temperatura. El micro-termopar desarrollado mostró una alta capacidad de respuesta al calor generado por un láser y un haz de electrones. En tono rimbombante, El termopar desarrollado midió pequeños cambios de temperatura para ambos tipos de calentamiento.

Se utilizó un proceso de miniaturización ya desarrollado para preparar el micro-termopar, pero se realizaron mejoras críticas. En el método establecido, se crea un patrón cruzado de franjas metálicas con anchos de unos pocos micrómetros, para que se produzca un termopar. Los investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio y sus colegas utilizaron esta técnica para crear un patrón en una membrana de nitruro de silicio nano-delgada, lo que mejoró la sensibilidad del dispositivo y le permitió responder más rápido. A través de este enfoque, se produjo con éxito un termómetro que podía medir rápidos y pequeños cambios de temperatura, con las mediciones realizadas a través de la membrana nano-fina de nitruro de silicio.

Como se explicó anteriormente, Se necesitan tanto una fuente de calor a nanoescala como un detector a nanoescala para un sistema de microscopía térmica miniaturizado. Estos requisitos fueron satisfechos con éxito por los investigadores. que usó la membrana nano-delgada y un rayo láser o de electrones bien enfocado para crear una fuente de calor con un diámetro de menos de 1 μm. Entonces, combinado con el detector de micro-termopar, Se logró un sistema de microscopía térmica a nanoescala. Este sistema puede considerarse como una nueva "caja de herramientas" para investigar el comportamiento del transporte de calor a micro y nanoescala. con muchas aplicaciones importantes en una amplia gama de campos.