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- 超精確的傳感器可能導致生產(chǎn)甚至更小的芯片
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/10/10
電氣工程師Stefanos Andreou建造了一種傳感器，其精確度小于原子大小。
為了使計算機速度更快，您需要更小的芯片。出生于塞浦路斯的博士生斯特凡諾斯·安德魯（Stefanos Andreou）建造了一個傳感器，可以測量小于原子寬度的形變。芯片機械制造商ASML也許可以使用這項技術(shù)來提高其機器的精度。
使用ASML的最新機器，可以生產(chǎn)出計算機芯片，其細節(jié)尺寸不超過幾納米。當您考慮到一毫米內(nèi)可以容納一百萬納米時，這絕對不是成就。像這樣的芯片上的電路是使用光刻技術(shù)產(chǎn)生的：借助紫外線將圖案蝕刻到硅片上。由于芯片生產(chǎn)需要在彼此之上堆疊多個圖案，因此硅片（更好地稱為晶圓）的定位非常精確。
博士候選人史蒂芬諾斯·安德魯（Stefanos Andreou）解釋說，即使是最輕微的晶片變形也會引起問題�！斑@些晶片實際上非常堅硬，但是由于它們以如此高的速度移動，它們受到重力的作用使它們略微變形。對這種變形的測量使ASML有機會以某種或其他方式對其進行補償，然后打開增加了生產(chǎn)甚至更小的芯片的可能性�！� 這促使塞浦路斯人奉獻他的博士學位。致力于設(shè)計一種基于玻璃纖維的特殊傳感器，該傳感器能夠測量每米大約1納米的變形。
非凡的準確性
這種超高精度傳感器的原理是，可以以非常高的精度測量激光頻率的偏差（一種被稱為“光纖布拉格光柵”的原理），對玻璃纖維的處理方式如下：對于非常特定的顏色（讀�。侯l率）的光變得不透明。這個諧振頻率，因為它被稱為依賴于到其中纖維被拉伸的程度。
因此，安德魯解釋說，將光纖布拉格光柵（FBG）應用于切屑機中的運動部件，可以用來衡量晶片的變形。在碩士生Roel van der Zon的協(xié)助下，他本人現(xiàn)在是一名博士學位。在瓦倫西亞的候選人中，安德烈（Andreou）在實驗室中測試了基于這種FBG傳感器的測量系統(tǒng)�！皩嶋H上，ASML需要數(shù)十個這樣的傳感器，但這沒問題：它們可以廉價地生產(chǎn)并且?guī)缀鯖]有重量�！�
這位博士候選人渴望指出，他們達到的每米5納米的精度意味著在傳感器本身（長度只有幾厘米）中，可以測量幾十個皮克的變形。“那比原子的直徑還��！” 然而，在達到這種不可能的準確性之前，必須解決許多問題。
溫度
首先，需要先進的穩(wěn)定技術(shù)來確保由安德烈（Andreou）進行研究的光子集成研究小組的子公司Smart Photonics生產(chǎn)的光子芯片產(chǎn)生的激光具有正確的頻率。但是也許最大的挑戰(zhàn)是這樣一個事實，即傳感器的共振頻率不僅取決于變形，還取決于溫度。“這種影響實際上要大得多，”安德烈（Andreou）解釋說�！爱敎囟茸兓Х种粩z氏度時，將導致測量偏差，相當于每米變形十納米�！�
為了補償不可避免的溫度波動，安德烈（Andreou）將用于測量的激光分為兩個分量：“對于每個分量或偏振態(tài)，光纖在溫度和諧振頻率之間顯示出不同的關(guān)系�！� 這消除了溫度的影響，從而可以非常精確地確定變形。據(jù)該博士生說，其準確度是過去的十倍�！耙坏┫到y(tǒng)得到充分優(yōu)化，就應該可以對此進行改進�！�
但是，塞浦路斯人本人不再專注于這一挑戰(zhàn)。他現(xiàn)在是代爾夫特理工大學的博士后�！� ASML提供了我項目中使用的一些設(shè)備，現(xiàn)在正在進行ASML的后續(xù)項目。因此，我的工作正在繼續(xù)進行。”
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