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前例のないスイッチング耐久性により、スピンクロスオーバー膜を用いた高分解能表面温度マッピングが可能となる
Unprecedented switching endurance affords for high-resolution surface temperature mapping using a spin-crossover film.
PMID: 32681047 DOI: 10.1038/s41467-020-17362-7.
抄録
ナノスケールでの温度計測は、ナノ科学およびナノテクノロジーの分野で最も重要であり、汎用性の高い高分解能温度計測技術の開発が求められています。ここでは、光学的にプローブされた表面温度センサーとして分子スピンクロスオーバー薄膜を使用して、費用対効果の高いナノ温度計の動作原理と定量的性能を実験的に実証しています。我々は、非常に信頼性の高い温度測定性能（回折限界サブμmの空間的、μsの時間的、1℃の熱分解能）を証明し、これは、この研究で使用される分子錯体[Fe（HB（1,2,4-トリアゾール-1-イル）]の真空蒸着薄膜の前例のない品質、製造とスイッチング耐久性（周囲の空気中で10回以上の熱サイクル）の点で、大部分に起因しています。このように、私たちの結果は、本格的なナノサーモメトリー法を可能にしただけでなく、90年代のオリビエ・カーンの先見の明のあるアイデア以来、実世界での技術的応用が待ち望まれていたスピンクロスオーバー研究の次のステージを設定しました。
Temperature measurement at the nanoscale is of paramount importance in the fields of nanoscience and nanotechnology, and calls for the development of versatile, high-resolution thermometry techniques. Here, the working principle and quantitative performance of a cost-effective nanothermometer are experimentally demonstrated, using a molecular spin-crossover thin film as a surface temperature sensor, probed optically. We evidence highly reliable thermometric performance (diffraction-limited sub-µm spatial, µs temporal and 1 °C thermal resolution), which stems to a large extent from the unprecedented quality of the vacuum-deposited thin films of the molecular complex [Fe(HB(1,2,4-triazol-1-yl))] used in this work, in terms of fabrication and switching endurance (>10 thermal cycles in ambient air). As such, our results not only afford for a fully-fledged nanothermometry method, but set also a forthcoming stage in spin-crossover research, which has awaited, since the visionary ideas of Olivier Kahn in the 90's, a real-world, technological application.