Nanopores with diameters ranging from 30 nm to 50 nm were drilled in siliconnitride membranes using a transmission electron microscope (TEM) electronbeam. High pressures of cold helium gas were applied to one side of themembranes to achieve flow through the nanopores. Mass flows for pressuregradients up to 1000 psi were measured with the goal of achieving transonicflow. Measured mass flows were compared to theoretical choked flow valuesand the flow speeds were deduced analytically. The ultimate goal of this workwas to determine whether or not TEM drilled nanopores can act as de Lavalnozzles and accelerate fluid to, or close to the speed of sound. While the siliconnitride nanopores do present some technical difficulties, we estimated that inour nanopores, Unruh temperatures on the order of 7 10^-3 K were reached,leading to phonons being emitted at a rate in the range of 10^5 to 10^6 Hz. / Des nanopores de diamètres situés entre 30 et 50 nm ont été perçés dans desmembranes de nitrure de silicium (amorphe) à l'aide d'un microscope électroniqueen transmission (MET). De hautes pressions de gaz d'hélium froidont été appliquées d'un côté de la membrane permettant l'écoulement du fluideà travers le nanopore. Le débit de masse a été mesuré pour des differencesde pressions allant jusqu'à 1000 psi, l'objectif étant d'atteindre un écoulementtransonique. Les mesures ont été comparées à un modèle théorique et lesvitesses d'écoulement ont été déduit analytiquement. Le but de ce projet estde déterminer si les nanopores perçés à l'aide du MET peuvent agir commedes tuyères de Laval et accélerer le fluide à des vitesses proches de celle duson. Bien que les nanopores utilisés présentent des difficultés techniques, il aété estimé qu'il permettraient d'observer une température de Unruh de l'ordrede 7 10^-3 K, et les phonons seraient émis à une fréquence de l'ordre de 10^5à 10^6 Hz.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.121513 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Neale, Samuel |
| Contributors | Guillaume Gervais (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Physics) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses |
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