في عملية البحث والتطوير من مواد أشباه الموصلات والأجهزة ، درجة الحرارة ليست فقط البيئة المعلمة ، ولكن أيضا " الشبح التبديل " الذي ينظم سلوك الناقل ، الكريستال هيكل وأداء الجهاز . أشباه الموصلات الباردة والساخنة مقاعد البدلاء هو نوع من منصة التجريبية التي يمكن التحكم في درجة حرارة العينة بدقة في درجة حرارة واسعة النطاق في المنطقة .
أشباه الموصلات التبريد والتدفئة الجدولالمهمة الرئيسية هي توفير بيئة مستقرة وبرمجة درجة الحرارة في التجارب . هيكل نموذجي يتكون من دقة عالية التحكم في درجة الحرارة وحدة ، إجراء الحرارة الناقل ، فراغ أو الغلاف الجوي تجويف ، وأجهزة الاستشعار ، نظام مراقبة ردود الفعل . في نهاية التبريد ، التبريد الحرارية ( بار لصق ) أو دورة مغلقة النيتروجين السائل / الميكانيكية التبريد ، تدفئة نهاية يعتمد على سلك المقاومة أو فيلم سخان لتحقيق التكيف المستمر من - 196 ℃ ( النيتروجين السائل درجة الحرارة المنطقة ) إلى + 300 ℃ أو أعلى . أجهزة استشعار درجة الحرارة ( على سبيل المثال ، PT100 ، المزدوجات الحرارية ) في الوقت الحقيقي رصد درجة الحرارة في منطقة العينة ، PID أو التكيف خوارزمية محرك التدفئة / التبريد السلطة ، التحكم في درجة الحرارة تقلب في ± 0.1 ℃ لتلبية متطلبات صارمة من أشباه الموصلات اختبار متوسط درجة الحرارة .
بالمقارنة مع التقليدية التدفئة الجدول ، الجدول أشباه الموصلات الباردة والساخنة ميزة بارزة تكمن في مجال البيئة يمكن السيطرة عليها ونظيفة متوافقة . العديد من النماذج مجهزة فراغ الغرفة ( تصل إلى 10 ⁻ MBAR ) ومجموعة متنوعة من واجهة الغلاف الجوي ( غاز خامل ، الهيدروجين ، النيتروجين ، الخ ) ، يمكن أن تكون خالية من الأوكسجين أو بخار الماء في ظروف درجة الحرارة المتغيرة اختبار لتجنب أكسدة العينة و الرطوبة . بعض المحطات الساخنة والباردة يمكن أن تنطبق أيضا على المجال الكهربائي ، المجال المغناطيسي ، أو الإجهاد ، وتحقيق العديد من التجارب المادية مثل اقتران الكهربائية الحرارية ، المغناطيسية الحرارية ، القوة الحرارية ، وهلم جرا . وبالإضافة إلى ذلك ، غالبا ما تكون مصنوعة من السيراميك أو النحاس المطلي بالذهب مع انخفاض المقاومة الحرارية والمواد الكيميائية خاملة ، والتي لا يمكن إلا أن نقل الحرارة بسرعة ، ولكن أيضا تجنب التلوث عالية النقاء العينات .
في دراسة المواد ، الباردة والساخنة الجدول يستخدم لقياس درجة حرارة الغرفة ، منحنى المقاومة مع تغير درجة الحرارة ، الناقل التنقل . في تطوير الأجهزة الكهروضوئية ، الصمام الثنائي ليزر ، photodetector يمكن قياس درجة الحرارة تعتمد على الخامس ، الطيف و سرعة الاستجابة لتقييم موثوقية الأجهزة في مختلف ظروف العمل . في تحليل الفشل ، الحرارية اختبار التعب يمكن التعجيل بها من خلال دورة سريعة من درجة الحرارة ( - 40 ℃ ~ 125 ℃ ) لتحديد نقاط الضعف المحتملة بين المفاصل الملحومة و ربط الهياكل . أما بالنسبة للمواد ثنائية الأبعاد ( مثل الجرافيت ، الانتقال معدن الكبريت المركب ) ، الباردة والساخنة المرحلة يمكن أن تجعل من رامان ، الذرات وغيرها من الخصائص المجهرية دون نقل العينات ، والحد من الأخطاء الناجمة عن الاضطرابات البيئية .
مع تسارع وتيرة البحث والتطوير من أشباه الموصلات ، الباردة والساخنة محطات تطوير نحو التكامل الذكي و تدفق عالية الاتجاه . جزءا لا يتجزأ من وحدة تحكم يمكن أن تدعم درجة الحرارة المبرمجة الشخصي ( المنحدر ، خطوة ، دورة ) ، ويمكن مزامنة البيانات مع الأجهزة الطرفية مثل المجهر ، مطياف ، الخ في الوقت الحقيقي ، وبناء نظام كامل درجة الحرارة متغير التمثيل . وحدات تصميم مجموعة تسمح العديد من محطات الساخنة والباردة تعمل بالتوازي مع بعضها البعض لتلبية متطلبات الكفاءة في فحص المواد و دفعة التحقق من الأجهزة . جنبا إلى جنب مع منظمة العفو الدولية الخوارزمية ، يمكن للجهاز تلقائيا تحسين استراتيجية التحكم في درجة الحرارة حسب البيانات التاريخية ، وتقصير فترة التجربة .
من البحوث الأساسية إلى عملية التحقق ، أشباه الموصلات الباردة والساخنة محطة يفتح زاوية جديدة لمراقبة المواد والأجهزة " مسار الحياة " مع التحكم في درجة الحرارة . انها ليست فقط للكشف عن الظواهر الفيزيائية الدقيقة ، ولكن أيضا جسر يربط بين المختبرات والتطبيقات الصناعية ، فإنه لا يزال يلعب دورا لا غنى عنه في مسار تكنولوجيا أشباه الموصلات تقترب من الحد المادي .