用于热扩散测量的新电子显微镜技术

一个NIMS研究团队开发了一种技术，可以在纳米尺度上观察材料样本内的热传播路径和行为。这是使用能够发射脉冲电子束的扫描透射电子显微镜（STEM）和纳米尺寸热电偶实现的；NIMS开发的高精度温度测量装置。这项研究发表在《科学进展》杂志上

近年来，公众对节能和回收利用的兴趣显著增长。这一变化激发了科学家开发能够高精度控制和利用热量的下一代材料/设备的灵感，包括能够将废热转化为电能的热电设备和能够冷却暴露在高温下的电子部件的散热复合材料

很难测量材料内的纳米级热传播，因为其特性（即行波的振幅、速度、路径和传播机制）取决于受热材料的特性（即其成分和尺寸以及其中缺陷的类型和丰度）。因此，人们期待着能够原位观察热量如何流经材料纳米结构的新技术的发展

该研究团队使用STEM开发了一种纳米级热传播观测技术，将脉冲纳米电子束应用于材料样本的特定部位，产生热量，然后使用NIMS开发的纳米热电偶以改变温度的形式进行测量

用脉冲电子束照射样品可以周期性地测量不同的热波相位，并分析热波的速度和振幅

此外，辐照位点的精确纳米级重新定位能够对热波相位和振幅的时间变化进行成像。这些图像不仅可以用于进行纳米级热导率测量，还可以用于创建跟踪热传播的动画视频

通过使用该项目中开发的原位技术观察纳米尺度的热传播，可以阐明材料的微观结构和热如何流过它们之间的复杂关系

该技术可以研究散热复合材料内复杂的热传导机制，评估微焊接接头内的界面热传导，并原位观察热电材料内的热行为

这可能有助于开发高性能、高效的下一代热传输材料和热电材料/器件