高分辨X射线衍射元件的研制

X射线波带片是纳米X射线成像系统的核心元件之一,为了研制高分辨率X射线波带片,对纳米结构的电子束光刻和高精度电镀进行了实验研究。首先,通过对电子束曝光工艺版图进行优化设计,平衡了邻近效应对纳米结构的影响,有效地控制了光刻胶的扭曲和坍塌。实验结果表明,采用校正的工艺版图,用线曝光方式在800 pC/cm2剂量下可以研制出厚度为270 nm、最外环宽度为50 nm的高分辨率X射线波带片光刻胶结构。然后,在配制的柠檬酸金钾电镀液中,优化了电镀工艺参数。采用金含量为10%的柠檬酸金钾电镀液,各电镀参数pH值为4.2,电镀温度为50℃,电流密度为0.2 A/dm2电镀出高分辨率X射线波带片。

高线密度X射线透射光栅的制作工艺

采用电子束光刻、X射线光刻和微电镀技术,成功制作了面积为10mm×0.5mm,周期为500nm,占空比为1∶1,金吸收体厚度为430nm的可用于X射线衍射的大面积透射光栅.首先利用电子束光刻和微电镀技术制备基于镂空薄膜结构的X射线光刻掩模,然后利用X射线光刻经济、高效地复制X射线透射光栅.整个工艺流程分别利用了电子束光刻分辨率高和X射线光刻效率高的优点,并且可以得到剖面陡直的纳米级光栅线条.最后,测量了制作出的X射线透射光栅对波长为11nm同步辐射光的衍射峰,实验结果表明该光栅具有良好的衍射特性.