一种用于研究纳米尺度能量（热）交换的灵敏量热技术
化学物理
2019-04-30 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
应用物理
摘要
每当化学反应发生时，反应物与环境之间都存在能量交换，这被定义为反应的焓。近几十年来，研究已催生出越来越多微尺度或纳米尺度的器件。传感器、催化剂与储能系统正日益发展为纳米器件，其构成了商用“宏观”物体的基本单元。目前尚无直接评估此类系统能量平衡的通用方法。量热法是研究能量交换的有力工具，但其通常需要宏观量的样品。在此，我们报道了一种原创实验装置的开发，其能够使用物理尺寸为 5x5 mm2 的测温器件，在 10 ng 样品中检测低至 10 mK 的温度变化。该技术已被用于测量 H2 在钛修饰单层石墨烯上吸附过程中的焓释放。这些温度计的灵敏度足以检测 10^(-10) 摩尔（对应 0.2 ng）的氢摄取量，其焓释放约为 23 uJ。该实验装置在前景上允许扩展至更小的尺寸。
引用
@article{arxiv.1904.12544,
title = {A sensitive calorimetric technique to study energy (heat) exchange at the nano-scale},
author = {Luca Basta and Stefano Veronesi and Yuya Murata and Zoe Dubois and Neeraj Mishra and Filippo Fabbri and Camilla Coletti and Stefan Heun},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.12544},
year = {2019}
}