Joule heated metallic microwire devices for sub-microsecond T-jump experiments

Autor: Christian Bergaud, Franck Carcenac, Olena Kraieva, Carlos M. Quintero, Gábor Molnár, Denis Lagrange, Nina A. Yaremchuk
Přispěvatelé: Équipe Microsystèmes électromécaniques (LAAS-MEMS), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire de chimie de coordination (LCC), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM), Service Instrumentation Conception Caractérisation (LAAS-I2C), National Technical University of Ukraine 'Kyiv Polytechnic Institute' [Kiev], Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2015
Předmět:
Zdroj: Microelectronics Journal
Microelectronics Journal, Elsevier, 2015, 46 (12), pp.1167-1174. ⟨10.1016/j.mejo.2015.06.024⟩
Microelectronics Journal, 2015, 46 (12), pp.1167-1174. ⟨10.1016/j.mejo.2015.06.024⟩
ISSN: 0026-2692
DOI: 10.1016/j.mejo.2015.06.024⟩
Popis: International audience; We report a study of the transient heating response of submicrometric gold wires on oxidized Si substrates, highlighting their potential as versatile platforms for creating fast temperature variations (T-jumps). To characterize electrically the transient heating response, we developed an original differential resistance setup that excites single wires with current pulses and provides a signal proportional to the ΔT induced. A reproducible sub-microsecond transient heating response (for ΔT≤80 °C) was observed for the heaters, regardless the substrate temperature or the presence of a thermal load (polymer film) on the surface. We also developed a simplified mathematical model that reproduced the main experimental observations and provided valuable insights into the dynamics and stability of the heating process. As a proof of concept, our electrical setup was also coupled to a time-resolved optical microscopy setup to detect the transient thermal response of a well-known luminescent thermometer molecule (Rhodamine B).
Databáze: OpenAIRE
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