-Alta resolución de imagen térmica micro-El uso de quelato de europio luminiscente Revestimientos

Resumen

thenoyltrifluoroacetonate europio (EuTFC) tiene una línea de luminiscencia óptica a 612 nm, cuya eficiencia de activación disminuye fuertemente con la temperatura. Si una muestra revestida con una película fina de este material es-micro fotografiado, la intensidad de la respuesta luminiscente nm 612 se puede convertir en un mapa directa de temperatura de la superficie de la muestra.

Resumen

dispositivos microelectrónicos menudo se someten a un autocalentamiento importante cuando está polarizado a sus condiciones de funcionamiento típicas. Este documento describe una técnica de micro-formación de imágenes ópticas conveniente que se puede utilizar para mapear y cuantificar tal comportamiento. Thenoyltrifluoroacetonate europio (EuTFC) tiene una línea de luminiscencia 612 nm cuya activación eficiencia cae fuertemente al aumentar la temperatura, debido a T interacciones dependientes entre la UE ³⁺ ion y el compuesto orgánico quelante. Este material se puede recubrir fácilmente a una superficie de la muestra por sublimación térmica en vacío. Cuando el revestimiento se excita con luz ultravioleta (337 nm) un micro-óptica de la imagen de la respuesta luminiscente nm 612 se puede convertir directamente en un mapa de la temperatura de superficie de la muestra. Esta técnica ofrece una resolución espacial limitada sólo por la óptica del microscopio (aproximadamente 1 micra) y la resolución de tiempo limitado por la velocidad de la cámara empleada. Ofrece la ventaja adicional de solamenteque requiere un equipo relativamente simple y no especializado, y dando una sonda cuantitativa de temperatura de la muestra.

Introducción

Muchos dispositivos electrónicos sometidos a fuerte auto-calefacción cuando está polarizado eléctricamente a sus condiciones normales de funcionamiento. Esto es generalmente debido a una combinación de baja conductividad térmica (tal como en los semiconductores) y la densidad de disipación de corriente. Además, en los dispositivos con una resistividad eléctrica semiconductora similar (es decir, con ∂ρ / ∂ T <0) que hace tiempo se sabe que existe la posibilidad de fuga térmica localizada bajo ciertas condiciones de polarización ^{1, 2,} en el que los flujos de corriente de polarización ....

Protocolo

1. Preparación de la muestra para el recubrimiento de

NOTA: Si es posible, eliminar toda contaminación orgánica de la superficie de la muestra a ser fotografiado térmicamente. Cualquier dicha contaminación puede reaccionar con la película EuTFC depositado y alterar su respuesta luminiscente, causando artefactos dependientes de la posición en las imágenes térmicas resultantes. Esto es de particular importancia con muestras con electrodos de superficie Au, que tienden a atraer la contaminación orgánica de la atmósfera. Eliminar cualquier partícula o polvo que se sientan en la superficie de la muestra, al mismo tiempo, ya que éstos pueden resu....

Resultados

Un ejemplo de una configuración de medición típico para la realización de este experimento en la temperatura del baño criogénico se muestra en la Figura 1a, mientras que una curva típica de 612 intensidad respuesta luminiscente nm frente a la temperatura se representa gráficamente en la Figura 1b.

La figura 2 muestra un ejemplo de imágenes térmicas típicas de autocalentamiento.......

Discusión

Como se ha demostrado por nuestros resultados, la técnica descrita en este artículo da de alta resolución las imágenes térmicas de microdispositivos, con buena sensibilidad y el uso de equipos de microscopía óptica sólo es simple. Las ventajas de esta técnica con respecto a los métodos alternativos (que será discutido más adelante) son más fuertes en aproximadamente 250 K y por debajo, lo que significa que sus aplicaciones más importantes son para estudiar el auto-calentamiento de los dispositivos que están diseñados pa.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Polvo de tenoiltrifluoroacetonato de europio	Sigma-Aldrich	176494-1G	También conocido como Europio tris[3-(trifluorometilhidroximetileno)-(+)-alcanforado]
Lámpara de arco corto de mercurio con guía de luz flexible	Lumen Dynamics	X-Cite Exacte	incluye iris interno y fotosensor para la retroalimentación de la intensidad de salida.
Cámara CCD refrigerada por Peltier	Princeton Instruments	PIXIS 1024	1.024 x 1.024 píxeles, resolución de 16 bits
Filtro de paso de banda de 610 nm	Edmund Optics	65-164	Passband tiene CWL 610  nm, FWHM 10 nm
500 nm filtro de paso corto	Edmund Optics	84-706	OD4 en banda de parada
Criostato de flujo de helio con ventana óptica	Oxford Instruments	MicrostatHe2
grasa de alto vacío	Dow Corning
Digital Fuente de corriente	Keithley	Modelo 2400	Fuente de corriente y voltaje controlable por computadora
Digital Voltímetro	Hewlett-Packard	modelo 34420A	ahora está disponible como modelo 34420A de Agilent