中子是测量电子元件温度的热门新方法

从LED到电池，我们的生活充满了电子产品，人们不断努力使它们更高效、更可靠。但随着元件变得越来越复杂，对物体内部特定元素进行可靠的温度测量可能是一个挑战。

这是有问题的，因为测量设备的温度对于监控其性能或设计制造设备的材料至关重要。现在，在大阪大学领导的一项新研究中，中子已被用于快速准确地测量温度，这最终可能会提高各种电子产品的性能。

有几种方法可以估算电子设备内部的温度，但没有一种方法能够提供快速、直接的测量结果。这种新方法使用一种称为中子共振吸收(NRA)的技术。通过检查原子核在特定能级吸收的中子，可以推断出材料的性质。

本研究中的中子是使用高强度激光束产生的。然后中子被减速到非常低的能量水平，然后穿过样本。该技术使用钽和银板进行了测试，成功以极快的速度返回了有关材料和温度的详细信息。

研究人员可以确定样品的温度，因为当样品材料的温度发生变化时，NRA的时间信号会以可预测的方式发生改变。

“这项技术可以即时准确地测量温度，”主要作者ZechenLan解释道。“由于我们的方法是非破坏性的，因此可以用于监控电池和半导体设备等设备。”

由于NRA测量是用单个中子脉冲进行的，因此新开发的技术可以在100纳秒(即千万分之一秒)的窗口内获取温度数据。这种近乎即时的结果意味着可以近乎实时地测量材料内部的变化，从而进行详细分析。

“使用激光产生和加速离子和中子并不是什么新鲜事，但我们在这项研究中开发的技术代表了一项令人兴奋的进步，”资深作者AkifumiYogo说道。“我们预计高时间分辨率将使我们能够更详细地检查电子设备，帮助我们了解正常运行条件并查明异常情况。”

作为另一项成就，研究团队开发的测量设备尺寸约为其他同类设备的十分之一，这意味着其他地方的实验室可以轻松安装自己的版本。

能够快速准确地测量设备的工作温度及其制造材料，可以增进我们对它们如何运作的理解，并可以在未来进一步改进。

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