【前沿科技】基于微型芯片的设备执行超快X射线操作

来源：ACT半导体芯科技

光学微机电系统（MEMS）是控制光和通讯的微小微芯片大小的设备。另外，时间分辨X射线探针是辅佐科学家研讨高度瞬时现象的设备。这些现象是短暂的，触及快速的结构和功用变更。科学家们往常曾经开发了基于特别设计和制造的MEMS的X射线光学装置，能够应用极短的X射线脉冲。新设备比用于操作X射线探针的传统设备小得多，也轻得多，关于同步加速器和自由电子激光X射线源的超快现象的实验来说，它们可能至关重要。

这种新的超快片上光学设备将比用于操作x射线探针的传统设备小几个数量级，也更轻。这将使创新的x射线研讨和应用成为可能。该设备能够辅佐科学家研讨快速展开的化学、资料和生物过程。研讨结果将有助于开发高效的太阳能电池、先进的计算机存储和新型药物。在这项研讨中，科学家们在一个同步加速器设备中演示了该设备。一个完整开发的版本能够与医院和大学实验室中的x射线发作器一同运用。在这些设置下，设备能够支持快速无损诊断或精确剂量的辐射治疗。

该研讨团队由来自先进光子源(APS)和纳米尺度资料中心(CNM)的科学家组成，他们运用APS的X射线源演示了X射线光芯片设备。APS和CNM是美国能源部(DOE)在阿贡国度实验室的科学用户设备。该装置由CNM设计，尺寸仅为250微米，重量仅为3.5微克。基于MEMS的快门体积十分小，重量也很轻，这使得它能够以相当于每分钟100万转的速度摆动。研讨人员应用这种高速和MEMS资料的X射线衍射特性创建了一个极快的X射线快门。由此产生的超快X射线光片能够处置超越350 MHz的硬X射线脉冲，比任何机械调制器都要高1000倍。此外，该器件的定时特性能够为许多动态X射线仪器和应用程序中止调整，这关于传统光学设备来说是不可能的，由于传统光学设备的质量通常是它的10亿倍。片上X射线光学设备为未来时域科学和加速器诊断和控制的动态和微型X射线光学奠定了基础，包含波前操作、光谱色散、复用和脉冲切片。

这项研讨得到了美国能源部科学办公室、基础能源科学、科学用户设备司的支持。

参考文章链接：

https://siliconsemiconductor.net/article/115295/Tiny_Chip-Based_Device_Performs_Ultrafast_X-Ray_Manipulation

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