Metālisks "matu augšana" paralizē datu centru

Noskaidroti augšanas apstākļi īssavienojuma metāla matiem

Alvas matu augšanas morfoloģija © Maksa Planka Metālu pētniecības institūts
lasīt skaļi

Mazi metāla mati, kas piestiprināti ar alvas pārklājumu, var saīsināt elektroniskos komponentus un pēc tam paralizēt veselu NASA datu centru. Tagad vācu-amerikāņu pētniecības komanda pirmo reizi ir sīki izmērījusi spēkus, kas izraisa šo metālisko "matu augšanu". Tā rezultāts, kas publicēts žurnālā Applied Physics Letters, ir pirmais solis, lai nākotnē izvairītos no šādiem īssavienojumiem.

Īssavienojums var būt matains gadījums: satelīti pārtrauc dienestu, NASA datu centrs vienmēr bija klibs un ASV Veselības ministrija atzvanīja tūkstošiem elektrokardiostimulatoru - jo mazi alvas matiņi, žargonā pazīstami kā slotiņas, īssavieno elektroniku. Alvas matiņi dažreiz ir līdz dažiem milimetriem gari un tikai dažu mikronu smalki un izdalās no alvas slāņiem, kurus izmanto vara izgatavošanai paredzētu elektronisko detaļu lodēšanai un pārklāšanai. Precīza izpratne par to, kā aug alvas mati, ir pirmais solis, lai kaut ko izdarītu.

Īpaši smalki rentgenstaru mērījumi

Pētnieki, kurus vadīja Ēriks J. Mittemeijers Maksima Planka Metālu pētniecības institūtā, tagad kopā ar kolēģiem no Roberta Bosha GmbH, Argonnas Nacionālās laboratorijas Ilinoisā un Ozola Ridžas Nacionālās laboratorijas Tenesī atklāja, kādi spēki izšūta matus uz ar alvu pārklāta vara. Detalizēts stresa sadalījuma attēls alvas slānī sniedza rentgena izmeklējumus. Pētnieki savā laboratorijā Štutgartē noteica spiediena atšķirības starp augsni un alvas slāņa virsmu, nosakot vertikālās mehāniskās sprieguma atšķirības slāņos pa slāņiem.

Lai izmērītu stresa sadalījumu plaknē ap augošiem alvas matiem, pētniekiem bija jāpielieto metode ar ļoti augstu telpisko izšķirtspēju zem mikrometru diapazona. Šie mikroprieguma mērījumi tika veikti Argonnes Nacionālās laboratorijas uzlabotā fotonu avota sinhrotronā, izmantojot tā saukto "mikrolaue difrakcijas metodi". Ļoti smalks rentgena stars ar apmēram 300 nanometru diametru ļoti maziem soļiem skenēja augoša skārda apkārtni. un jutīgs detektors reģistrēja vietējos spriegumus pa vienam.

Smadzeņu spontānas matu augšanas dzinējspēka modelis uz ar alvu pārklāta vara. Alvas slāņa biezums ir daži mikrometri. Max Planck Metālu pētniecības institūts

Spriegums atšķirīgs noteicošais

"Mēs pirmo reizi parādījām, ka alvas slāņi veidojas uz alvas slāņiem, kas uzrāda ievērojamas mehāniskās spriedzes atšķirības, " saka Mittemeijers, Štutgartes Maksas Plankas Metālu pētījumu institūta direktors: "Un ka šīs spriedzes atšķirības ir virzošais spēks f To viņš un viņa kolēģi spēja pierādīt eksperimentāli, pirmo reizi veicot un salīdzinot vietējos sprieguma mērījumus augošiem un neaugošiem skārda matiem. displejs

Zobu pastas caurule

Attiecīgi alvas atomu spiedienam slāņa apakšā jābūt lielākam nekā virsmai. Tajā pašā laikā uz virsmas slāņa plaknē jābūt spiediena starpībai: Alvas mata saknei spiedienam jābūt mazākam nekā tālāk. "To var salīdzināt ar zobu pastas caurulīti, " skaidro Matiass Sobiečs, kurš veica eksperimentus: "Ja jūs spiežat uz sāniem, zobu pasta iznāk augšpusē." Arī spiediena fiziķi runā par veidojas spriedze - veidojas, jo uz robežas starp alvu un varu veidojas intermetālisks savienojums, kas iespiežas alvas slānī.

Sīks materiāla stresa apstākļu apskats var būt noderīgs daudzos pētījumos. Viņš zaudēja lielu daļu spēka, ko pievelk pie elektroniskiem un mehāniskiem mikrokosmosiem, iespējams, traucējot to funkcijām. Tāpat kā alvas matu īssavienojuma elektroniskie komponenti. "Mēs ceram, ka mūsu atklājumi palīdzēs aizsargāt elektroniskos komponentus pret alvas veidošanos, " saka Matiass Sobiečs. "Tā kā mēs tagad zinām, ka ir svarīgi samazināt atšķirības spriedzes maiņā." Pētnieki vēlas izpētīt, kā tas varētu konkrēti darboties.

(Maksa Planka biedrība, 17.09.2009. - NPO)