一种同步辐射高分辨软X射线透镜及其制备方法技术

本发明专利技术属于同步辐射软X射线透镜技术领域，具体为一种同步辐射高分辨软X射线透镜及其制备方法。本发明专利技术的同步辐射高分辨软X射线透镜，其结构从下到上依次为：硅基底，氮化硅隔膜，由模板材料与非金属介质材料组成的X射线透镜；X射线透镜采用电子束光刻与ALD工艺制备得到，包括：在氮化硅隔膜上旋涂光刻胶，利用电子束光刻技术在光刻胶上曝光并显影形成模板结构，利用ALD工艺生长非金属介质材料，最后利用套刻与热蒸发工艺制备光束阻挡器，得到该透镜。本发明专利技术方法工艺稳定可靠、制备周期缩短、与现有的光刻工艺兼容；制备的软X射线透镜聚焦效率高、分辨率高，适合于对生物细胞、有机材料和介质材料等的X射线高衬度三维成像。和介质材料等的X射线高衬度三维成像。和介质材料等的X射线高衬度三维成像。

【技术实现步骤摘要】
一种同步辐射高分辨软X射线透镜及其制备方法


[0001]本专利技术属于微纳加工
，具体涉及同步辐射高分辨软X射线透镜及其制备方法。

技术介绍

[0002]同步辐射X射线显微成像技术是当前材料、物理、生物、医学等基础学科研究的重要方法之一。在X射线成像系统中X射线聚焦光学元件是至关重要的组成部分。在软X射线（0
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2keV），尤其是对生物成像具有天然衬度的水窗口波段（280~530eV），以金属菲涅耳波带片（FZP）为主的传统衍射聚焦透镜在该波段吸收系数较大，导致实际聚焦效率均低于5%。
[0003]为了打破软X射线波段聚焦透镜效率低、工艺制备困难的瓶颈，本专利技术提出使用在软X射线波段（0
‑
2keV）有低吸收率的金属氧化物材料为透镜介质材料，通过电子束光刻与原子层沉积（ALD）的方法制备高分辨率高效率的软X射线波带片透镜。在软X射线波段，理论上能够把聚焦效率从传统波带片的理论极限值（10%）提高到15%。该设计加工方案具有很好的可靠性，可以制备一系列直径与分辨率的波带片透镜，以满足不同应用场景本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同步辐射高分辨软X射线透镜，其特征在于，其结构从下到上依次为：硅基底，氮化硅隔膜，由模板材料与非金属介质材料组成的X射线透镜，下面简称透镜；其中，X射线透镜采用电子束光刻与ALD工艺制备得到；硅基底、氮化硅隔膜分别起支撑和透光作用，X射线透镜正面放置在氮化硅隔膜上；所述透镜的汇聚方向垂直于氮化硅隔膜；软X射线透过氮化硅隔膜于透镜之后聚焦；非金属介质材料具有低吸收系数，能够实现软X射线的高分辨率聚焦。2.根据权利要求1所述的同步辐射高分辨软X射线透镜，其特征在于，制备透镜的非金属介质材料选自二氧化硅、氧化铪、氧化铝。3.根据权利要求1所述的同步辐射高分辨软X射线透镜，其特征在于，透镜的模板材料是对软X射线具有低吸收率、适用于ALD工艺的光刻胶或其他材料。4.根据权利要求1所述的同步辐射高分辨软X射线透镜，其特征在于，透镜的模板材料选自HSQ、硅。5.根据权利要求1所述的同步辐射高分辨软X射线透镜，其特征在于，在透镜模板的单个周期内，空隙与线条之比为2.5~4。6.根据权利要求1所述的同步辐射高分辨软X射线透镜，其特征在于，对于透镜固定采用加强筋的方式，该加强筋为蛛网式分布；加强筋的线宽与对应周期的线宽相似，同周期加强筋的相互间隔为线宽的5~15倍。7.如权利要求1
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6之一所述的同步辐射高分辨软X射线透镜的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）在有氮化硅隔膜的衬底上旋涂HSQ光刻胶；（2）利用电子束光刻的方法在光刻胶上形成透镜的光刻胶图形；（3）对步骤（2）得到的样品进行显影；（4）对步骤（3）得到的样品利用ALD工艺生长非金属材料；（5）对步骤（4）得到的样品套刻制备光束阻挡器；（6）对步骤（5）得到的样品进行Lift
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Off。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：童徐杰，陈宜方，陈秋成，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：