超高速多帧数字X射线摄像机问世.pdfVIP

技 术 与 市 场 科技前沿 2016年第23卷第9期 石墨烯薄膜可冷却高功率电子器件 随着设备和组件变得越来越小，在未来超高效电子系统的开发中，电子和光电子的散热是一个严重问 题。现在，瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员开发出一种通过功能化石墨烯纳米薄片高效冷却电子器件 的技术，或可为解决这一问题铺平道路。 在实验中，科学家研究了被固定在石墨烯纳米微片层界面和边界上形成共价键的大量分子，他们还通 过使用光热反射测量技术，演示功能化改进的热耦合现象，以证明界面热阻。结果发现，采用基于不同功 能化氨基和基于叠氮硅烷分子优化膜的热传导，热转换率可比未经处理的系统提高7 6 % 以上，这主要是 通过引人功能化分子而使接触的电阻急剧减少所致。 分子动力学模拟和计算显示，经过官能化的层，束缚了低频声子在横截面的散射，但反过来通过恢复 长弯曲声子寿命，从而增强了结合薄膜的竖截面热传导。结果表明，这种电子设备提供了潜在的热管理解 决方案。 该大学从事电子产品生产研究的约翰•刘教授指出：采用基于石墨烯纳米薄片的膜，可使电子和其 他电力设备实现高效热传输，这或许是一个有效的解决方法，相关研究成果正越来越接近中试生产阶段。 未来可将这种石墨烯薄膜集成到微电子设备和系统中，用于冷却高效发光二极管、激光和射频组件，这将 为研制更快更小、高效节能的高功率电子产品铺平道路。 超高速多帧数字 X 射线摄像机问世 据美国桑迪亚国家实验室网站报道，该实验室与其他实验室及大学的研究人员合作，开发出迄今最快 的多帧数字X 射线摄像机（UXI ) ，曝光时间仅需1 .5 nS ，比目前最好的数字摄像机还快25倍。 核聚变物理学家们经常面临的一个问题是，有时连续监控的图像会突然“断片”毁了本该成功的实 验。桑迪亚物理学家约翰•波特说，他们想确保图像帧与帧之间没有这种意外。“有些实验用最好的模 型预测点火却失败了。有太多因素会影响模型的数据采集，我们需要更多数据来确保更精确。” 在精确数据建模中，短时间内的密集观察至关重要。为此，来自“国家诊断计划”（NDP )合作联盟的 专家一致同意，进一步改进高速摄像机拍摄质量，以此推动高能量密度与惯性约束聚变实验下一代诊断设 备的发展。 桑迪亚团队主管格雷格•罗切奥说，现有 CCD 摄像机拍单张照片比U X I 更快，但不能以1. 5 n s 的时 间分辨率连续拍照，而 U X I 能以更精细分辨率来进行图像检查，找到超过现有观察能力更小时空尺度上 的事件。 负责开发相机传感器的桑迪亚团队主管麦克•霍姆斯说：由于技术和资金原因，造出高精确、低成 本的联网U X I 对提升未来高能量密度物理实验诊断能力至关重要。”目前，该摄像机已在桑迪亚的Z - 射 束激光装置和LLNL 的国家点火装置上成功进行了数百次实验。 按计划，他们还将与通用原子公司合作，在 1 年内进一步缩短成像时间，达到20 PS 范围。 3