[发明专利]一种基于X射线微像素单元的平板X射线源及其制备方法

权利要求书

1.一种基于X射线微像素单元的平板X射线源，包括阴极基板、阳极基板及高压绝缘隔离体；所述阴极基板和所述阳极基板相对平行设置，所述高压绝缘隔离体设置于所述阴极基板和所述阳极基板之间以将两者隔离开，其特征在于，

所述阴极基板包括阴极衬底、两条以上平行设置于阴极衬底上的底部阴极电极条、覆盖在底部阴极电极条上的绝缘层、制作于所述绝缘层中使所述底部阴极电极条局部裸露的刻蚀通孔、制作于所述绝缘层上的顶部阴极电极、设于所述顶部阴极电极上的生长源薄膜，所述生长源薄膜上生长有纳米线冷阴极，所述顶部阴极电极通过所述刻蚀通孔与所述底部阴极电极条连接；

所述阳极基板包括阳极衬底、两条以上平行设置于阳极衬底上的阳极电极条和制作在所述阳极电极条上的圆形金属靶，

每条所述阳极电极条与每条所述底部阴极电极条在空间上垂直相交且有一个交叉点，所述顶部阴极电极及生长源薄膜位于所述交叉点处，所述顶部阴极电极以阵列的形式排布于所述底部阴极电极条上，所述圆形金属靶位于所述交叉点处，所述圆形金属靶以阵列形式排布于所述阳极电极条上，所述生长源薄膜与所述圆形金属靶构成X射线微像素单元。

2.根据权利要求1所述的基于X射线微像素单元的平板X射线源，其特征在于，所述纳米线冷阴极为氧化锌纳米线、氧化铜纳米线、氧化钨纳米线、氧化钼纳米线、氧化铁纳米线、氧化钛纳米线或者氧化锡纳米线。

3.根据权利要求1所述的基于X射线微像素单元的平板X射线源，其特征在于，所述生长源薄膜的形状为对称图形，所述生长源薄膜的直径或边长为5μm-500μm。

4.根据权利要求3所述的基于X射线微像素单元的平板X射线源，其特征在于，所述相邻生长源薄膜之间的间距为直径或边长的0.1-10倍。

5.根据权利要求1所述的基于X射线微像素单元的平板X射线源，其特征在于，所述底部阴极电极条和所述顶部阴极电极的厚度范围均在0.1μm-2μm，所述顶部阴极电极的形状为圆形或多边形。

6.根据权利要求1所述的基于X射线微像素单元的平板X射线源，其特征在于，所述阳极电极条的厚度范围在0.1μm-2μm。

7.根据权利要求1所述的基于X射线微像素单元的平板X射线源，其特征在于，所述圆形金属靶的厚度为0.2μm-1000μm。

8.一种基于X射线微像素单元的平板X射线源的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.制作阴极基板、阳极基板：

阴极基板的步骤为：

在阴极衬底上制作底部阴极电极条；

在底部阴极电极条上覆盖绝缘层；

刻蚀所述绝缘层，制作位于所述底部阴极电极条上的刻蚀通孔；

在所述刻蚀通孔上制作与所述底部阴极电极条相连的顶部阴极电极；

沉积生长源薄膜；

将生长源薄膜热氧化，以生长纳米线冷阴极，得到阴极基板；

阳极基板的制备步骤为：

在阳极衬底上制作阳极电极条；

在所述阳极电极条上制作圆形金属靶阵列，得到阳极基板；

S2.组装：

将经上述步骤制备好的阴极基板和阳极基板相对平行设置，阴极基板上的纳米线冷阴极朝向阳极基板上的圆形金属靶，所述生长源薄膜与所述圆形金属靶一一对应；

采用高压绝缘隔离体将阴极基板和阳极基板两者隔离开并固定，且保证每条阳极电极条与每条底部阴极电极条均在空间上相互垂直并存在一个交叉点，所述顶部阴极电极及生长源薄膜和所述圆形金属靶均位于交叉点处。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述热氧化法包括升温过程和保温过程，升温过程的升温速率为1℃/min-30℃/min；保温过程的保温温度为300℃-600℃，保温时间为1min-600min，保温结束后自然冷却至室温。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述升温过程和所述保温过程通入Ar、H₂、N₂、O₂中的一种或两种以上组合气体。