Fabrication of 200 nanometer period centimeter area hard x-ray absorption gratings by multilayer deposition.
Fabrication of 200 nanometer period centimeter area hard x-ray absorption gratings by multilayer deposition.
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DOI：
10.1088/0960-1317/22/10/105007
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发表时间：
2012-10
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Wen H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lynch SK;Liu C;Morgan NY;Xiao X;Gomella AA;Mazilu D;Bennett EE;Assoufid L;de Carlo F;Wen H
我们描述了用于全视场硬 X 射线成像应用的 200 nm 周期和高达 100:1 深度周期比的 X 射线吸收光栅的设计和制造试验。硬X射线相衬成像依靠超小周期和足够深度的光栅来实现高灵敏度。当前的光栅设计利用光刻工艺来生产周期性垂直结构，其中由于结构的极端纵横比，低于 2.0 μm 的光栅周期很难实现。在我们的设计中，X射线透明和不透明材料的多个双层沉积在楼梯基底上，并且大部分仅沉积在台阶的地板表面上。当 X 射线束水平照射时，每个台阶上的多层堆叠起到微光栅的作用，其光栅周期为双层的厚度。当满足连续性条件时，楼梯长度上的微光栅阵列在大面积上充当单个光栅。由于这些层可以是纳米厚和许多微米宽，因此这种设计允许亚微米光栅周期和足够的光栅深度来调制硬X射线。我们详细介绍了制造过程以及衍射剖面和接触式放射线照相图像，显示了 25 keV X 射线束的成功强度调制。
We describe the design and fabrication trials of x-ray absorption gratings of 200 nm period and up to 100:1 depth-to-period ratios for full-field hard x-ray imaging applications. Hard x-ray phase-contrast imaging relies on gratings of ultra-small periods and sufficient depth to achieve high sensitivity. Current grating designs utilize lithographic processes to produce periodic vertical structures, where grating periods below 2.0 μm are difficult due to the extreme aspect ratios of the structures. In our design, multiple bilayers of x-ray transparent and opaque materials are deposited on a staircase substrate, and mostly on the floor surfaces of the steps only. When illuminated by an x-ray beam horizontally, the multilayer stack on each step functions as a micro-grating whose grating period is the thickness of a bilayer. The array of micro-gratings over the length of the staircase works as a single grating over a large area when continuity conditions are met. Since the layers can be nanometers thick and many microns wide, this design allows sub-micron grating periods and sufficient grating depth to modulate hard x-rays. We present the details of the fabrication process and diffraction profiles and contact radiography images showing successful intensity modulation of a 25 keV x-ray beam.
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