用于测量局部热导率的金刚石加热-测温微传感器：在凝胶水凝胶中的案例研究
光学
2024-08-22 v1
摘要
理解微观热效应对于其在组织工程和柔性电子器件热管理等领域的应用至关重要。近些年来，局部热属性（如热导率）常常被忽视，由于技术限制。为此，我们提出了一种新型混合金刚石微传感器，能够以解耦方式实现温度控制和读出。具体而言，传感器由约10微米长度的硅柱（加热器）位于表面，上面覆盖一个含有硅空位（SiV）中心的微米大小的金刚石颗粒（测温器），其温度测量灵敏度为1.29 K*Hz^(-1/2)。将这一创新且可扩展的传感器与一种新的建立的模拟模型结合使用后者可将激光加热导致的温度变化转化为热导率，我们引入了一种约0.05 W/(m·K)精度的全光解耦方法，可减少激光串扰。首次我们跟踪水凝胶在凝胶过程中热导率的变化，并证明存在变化。我们引入了一种快速、无扰动的微尺度热导率测量技术，可能作为细胞测温的有价值工具，并指出解耦可减少来自不同激光的串扰，这对量子感测有帮助。
引用
@article{arxiv.2408.11642,
title = {A diamond heater-thermometer microsensor for measuring localized thermal conductivity: a case study in gelatin hydrogel},
author = {Linjie Ma and Jiahua Zhang and Zheng Hao and Jixiang Jing and Tongtong Zhang and Yuan Lin and Zhiqin Chu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.11642},
year = {2024}
}