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    最好的重庆时时彩计划: 结构体和包含结构体的X射线TALBOT干涉计.pdf

    关 键 词:
    结构 包含 射线 TALBOT 干涉
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    摘要
    申请专利号:

    CN201410705167.8

    申请日:

    2014.11.28

    公开号:

    CN104681117A

    公开日:

    2015.06.03

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G21K 1/06申请公布日:20150603|||实质审查的生效IPC(主分类):G21K 1/06申请日:20141128|||公开
    IPC分类号: G21K1/06; G01N23/207 主分类号: G21K1/06
    申请人: 佳能株式会社
    发明人: 手岛隆行
    地址: 日本东京
    优先权: 2013-247127 2013.11.29 JP
    专利代理机构: 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所11038 代理人: 罗银燕
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410705167.8

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.09.05|||2015.07.01|||2015.06.03

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了结构体和包含结构体的X射线Talbot干涉计。该结构体依次包括:具有曲面的树脂层;含有水溶性聚合物的第一结合层;具有氢结合表面的第二结合层;以及金层,第一结合层处于树脂层的曲面与第二结合层的氢结合表面之间,并且与树脂层的曲面和第二结合层的氢结合表面接触。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种结构体,依次包括:
    具有曲面的树脂层;
    含有水溶性聚合物的第一结合层;
    具有氢结合表面的第二结合层;以及
    金层,
    第一结合层处于树脂层的曲面与第二结合层的氢结合表面之间, 并且与树脂层的曲面和第二结合层的氢结合表面接触。

    2.  根据权利要求1的结构体,其中,金层具有多个孔或凹部。

    3.  根据权利要求2的结构体,其中,该多个孔或凹部具有7以上 60以下的纵横比。

    4.  根据权利要求2的结构体,其中,该多个孔或凹部被以0.5μm 以上10μm以下的间隔设置。

    5.  根据权利要求1的结构体,其中,第二结合层的氢结合表面由 来自包括金属氧化物、半金属氧化物、金属氮化物和半金属氮化物的 组的一种形成。

    6.  根据权利要求1的结构体,其中,曲面是球面或圆柱面。

    7.  根据权利要求2的结构体,其中,该多个孔或凹部被二维布置, 并且曲面是球面。

    8.  根据权利要求2的结构体,其中,该多个孔或凹部被沿一个方 向布置,并且曲面是圆柱面。

    9.  根据权利要求1的结构体,其中,第一结合层含有聚乙烯醇。

    10.  根据权利要求1的结构体,其中,第二结合层包含多个层。

    11.  根据权利要求1的结构体,其中,金层具有弯曲形状。

    12.  一种X射线Talbot干涉计,包括:
    衍射光栅,该衍射光栅被配置为使X射线源发射的发散X射线衍 射并且形成干涉图案;
    遮蔽光栅,该遮蔽光栅被配置为阻挡形成干涉图案的发散X射线 的一部分;以及
    检测器,该检测器被配置为检测通过遮蔽光栅的发散X射线,
    其中,遮蔽光栅包含根据权利要求1~11中的任一项的结构体。

    13.  一种X射线Talbot干涉计,包括:
    源光栅,该源光栅被配置为阻挡由X射线源发射的发散X射线的 一部分;
    衍射光栅,该衍射光栅被配置为使从源光栅发射的发散X射线衍 射并且形成干涉图案;以及
    检测器,该检测器被配置为检测通过衍射光栅的发散X射线,
    其中,源光栅包含根据权利要求1~11中的任一项的结构体。

    14.  根据权利要求13的X射线Talbot干涉计,还包括被配置为 阻挡形成干涉图案的发散X射线的一部分的遮蔽光栅,其中,遮蔽光 栅被设置在衍射光栅与检测器之间。

    15.  一种结构体的制造方法,包括:
    在树脂层的曲面和第二结合层的氢结合表面中的至少一个上施加 水性聚合物溶液;
    使树脂层与第二结合层在一起,使得曲面通过介于曲面与氢结合 表面之间的水性聚合物溶液与氢结合表面接触;
    使水性聚合物溶液干燥以形成第一结合层;以及
    向第二结合层的与氢结合表面相对的表面施加金层。

    说明书

    说明书结构体和包含结构体的X射线Talbot干涉计
    技术领域
    本发明涉及结构体和包含结构体的X射线Talbot干涉计。
    背景技术
    包含具有周期性结构的结构体的衍射光栅在各种装置中被用作光 学元件。特别地,含有具有高X射线吸收率的金的X射线光学元件在 使用X射线的物质的非破坏性检查和医疗领域中被使用。
    含有金的X射线光学元件的应用是通过利用X射线Talbot干涉 获取关于被检体的信息的Talbot干涉计的遮蔽光栅。
    以下将简要地描述X射线Talbot干涉法。X射线Talbot干涉法 是利用X射线相位衬度的大量的成像方法(X射线相位成像方法)中 的一种。
    在一般的X射线Talbot干涉计中,空间相干的X射线被衍射光 栅衍射并形成干涉图案。通过在形成干涉图案的位置处放置被配置为 周期性地阻挡X射线的遮蔽光栅来形成莫尔图案。该莫尔图案利用检 测器检测。设置在X射线源与遮蔽光栅之间的被检体改变莫尔图案。 可从莫尔图案的这种变化获得关于被检体的信息(一般为相位图像信 息、微分相位衬度图像信息、散射图像信息或吸收图像信息)。
    用于在Talbot干涉法中使用的一般的遮蔽光栅具有周期性地布 置X射线透射部分(以下,也简称为透射部分)和X射线遮蔽部分(以 下,也简称为遮蔽部分)的结构。X射线遮蔽部分常常由具有高X射 线吸收率的金组成。即使在遮蔽部分中使用诸如金的高吸收材料,基 于X射线遮蔽所需要的厚度与入射在遮蔽光栅上的干涉图案的周期之 间的关系,遮蔽部分结构也具有高的纵横比(纵横比是遮蔽部分的高 度或深度h与宽度w的比(h/w))。以下,由金组成的遮蔽光栅被 视为金层的一种类型。当例如在同步辐射设施中使用平行光(例如, 平行的X射线)时,平坦的遮蔽光栅是有用的。然而,与实验室X射 线管类似,在通过使用由作为用于发射发散光(发散X射线)的点光 源的X射线源发射的球面波进行成像的情况下,随着离光轴(X射线 轴)的距离增加,X射线传播方向偏离遮蔽部分的高度方向。这也阻 挡应透射通过遮蔽光栅的X射线,从而导致不足的X射线透射衬度或 者到达检测器的低的X射线剂量。这些可能在远离光轴的周边区域中 导致关于被检体的信息中的增加的噪声或者没有关于被检体的信息。
    日本专利公开No.2007-206075(美国对应专利公开: 2007/0183583)公开了用于通过在真空室中放置遮蔽光栅并且通过压 力差的作用使遮蔽光栅二维变弯由此使遮蔽光栅沿球面变弯以匹配发 散X射线的波前来使遮蔽部分的高度方向与X射线传播方向一致的方 法。
    然而,为了保持使用根据日本专利公开No.2007-206075的方法的 遮蔽光栅的弯曲形状,必须连续地向遮蔽光栅施加压力差。因此,可 能难以保持遮蔽光栅的弯曲形状。光栅以外的金层遭受相同的问题。
    发明内容
    本发明提供一种结构体,依次包括:
    具有曲面的树脂层;
    含有水溶性聚合物的第一结合层;
    具有氢结合表面的第二结合层;以及
    金层,
    第一结合层处于树脂层的曲面与第二结合层的氢结合表面之间, 并且与树脂层的曲面和第二结合层的氢结合表面接触。
    以下将在实施例的描述中描述本发明的其它方面。
    本发明的其它特征从以下参照附图的实施示例的描述将变得清 楚。
    附图说明
    图1A~1F是根据本发明的实施例的结构体的示意性截面图。
    图2是包含根据本发明的实施例或实施示例的结构体的Talbot干 涉计的示意图。
    图3A~3E是根据本发明的实施示例的结构体的制造方法的解释 图。
    图4是用于解释本发明的实施例的示图。
    图5是用于解释参考示例的示图。
    具体实施方式
    以下将详细描述本发明的实施例。
    在以下的实施例中描述可容易地保持金层的弯曲形状的结构体和 包含结构体的X射线Talbot干涉计。结构体包含具有弯曲形状的金层, 并且可以与在日本专利公开No.2007-206075中描述的遮蔽光栅相同 的方式被用作弯的遮蔽光栅。
    根据本实施例的结构体依次包含树脂层(树脂板)、第一结合层、 第二结合层和金层。树脂层具有曲面。曲面与第一结合层接触。第一 结合层与第二结合层的氢结合表面接触。第一结合层的第一表面与树 脂层的曲面接触。由于结构体依次包含树脂层、第一结合层、第二结 合层和金层,因此第一结合层的与第一表面相对的第二表面与第二结 合层的氢结合表面接触。第二结合层包含至少一个层,并且第二结合 层的至少一个表面是氢结合表面。金层与第二结合层结合。金层与第 一结合层之间的任意和所有层被视为第二结合层。
    因此,金层通过介于金层与树脂层的曲面之间的第二结合层和第 一结合层与树脂层的曲面结合,并因此具有弯曲形状。金层可以具有 不均一的厚度,并且可以具有孔(通孔)或凹部(端部闭合孔)。由 金X射线遮蔽光栅组成的金层用作弯的X射线遮蔽光栅。
    以下将参照附图描述本发明的实施例。
    以下将参照图1A~1F描述结构体1。图1A~1F是结构体1的截面 图。在图1所示的结构体1中,树脂层5的曲面4通过介于树脂层5 的曲面4与金层2之间的第一结合层6和第二结合层3与金层2结合。 因此,金层2沿树脂层5的曲面4具有弯曲形状。以下将描述层中的 每一个。
    树脂层5具有曲面4。尽管树脂层5具有与第一结合层6接触的 曲面4,但树脂层5的其它表面可以是平面或曲面。曲面4可以具有 任意形状。球形(包含球冠形)、非球形或圆柱形曲面4可分别提供 球形、非球形或圆柱形地变弯的金层2??赏ü诳悸堑诙岷喜? 的厚度和第一结合层6的厚度时确定曲面4的形状和尺寸来使金层2 弯成希望的形状。在金层被用作利用发散X射线的Talbot干涉计的遮 蔽光栅的情况下,由于发散X射线的传播方向与金层的高度方向之间 的差异应被最小化,因此曲面4可使得金层2沿发散X射线的波前变 弯。允许金层2沿二维发散X射线(例如,锥形束)的波前变弯的曲 面是球面。允许金层2沿一维发散X射线(例如,扇形束)的波前变 弯的曲面是圆柱面。
    形成树脂层5的树脂的示例包含但不限于丙烯酸树脂、环氧树脂 和聚碳酸酯树脂。当金层2被用作Talbot干涉计的X射线遮蔽光栅时, 树脂层5可由丙烯酸树脂形成。这是因为,丙烯酸树脂被用作光学透 镜材料,并且可在树脂层5的制造中利用光学透镜处理的精密处理技 术。
    第一结合层6是树脂层5的曲面4与第二结合层3之间的结合层, 并且含有水溶性聚合物。第一结合层6具有第一表面(图1A中的底 部)和第二表面10(图1A中的顶面)。第一表面与树脂层5的曲面 4接触。在图1A~1F中没有示出第一结合层6的第一表面,原因在于 为了描述的目的不需要将其与曲面4区别开。第二表面10与第一表面 相对并且与第二结合层3的氢结合表面11接触。
    第一结合层6的水溶性聚合物可选自在正常温度下为固体的表面 活性剂。在结构体1的使用期间的环境不处于正常温度的情况下,选 择在该环境中为固体的表面活性剂。在结构体1在正常温度下被使用 的情况下,用于在本实施例中使用的水溶性聚合物可为非离子表面活 性剂,诸如聚乙烯醇、聚乙二醇或聚氧乙烯烷基醚。在这些之中,固 化后的聚乙烯醇可牢固地与氢结合表面结合并且在正常的温度下是相 对难溶于水的。第一结合层6可由水溶性聚合物形成,并且可以含有 多个水溶性聚合物。第一结合层6可以含有水不溶性聚合物。在第一 结合层6含有水不溶性聚合物的情况下,水不溶性聚合物可具有1μm 以上3μm以下的粒径,并且第一结合层6的水不溶性聚合物含量可为 3%或更少。
    第一结合层6的水溶性聚合物可被用于将树脂层5的曲面4和金 层2结合在一起,而不造成对曲面4的损伤。当溶于有机溶剂中的水 不溶性、脂溶性结合剂(例如,含有有机溶剂的结合剂)被用于将金 层2和树脂层5的曲面4结合在一起时,曲面4常常溶于有机溶剂中 并且具有不希望的形状。因此,使用水溶性聚合物降低这种风险并且 是优选的。
    树脂层5的曲面4经由第一结合层6与第二结合层3的氢结合表 面结合。因此,即使当第二结合层3和与第二结合层3结合的金层2 在它们弹性变形时与曲面4结合时,金层2也可容易地跟随树脂层5 的弯曲形状并且牢固地与树脂层5结合。即使当第二结合层3和金层 2弹性变形时,与仅金层2的周边与树脂层5的曲面4结合的情况相 比,这也导致更高的对弯曲形状的适应性。当第二结合层3和金层2 与曲面4结合以便跟随树脂层5的曲面4的形状时,金层2的形状反 映树脂层5的曲面4的形状。因此,金层2的弯曲形状与树脂层5的 弯曲形状相似。
    第二结合层3具有至少一个氢结合表面11。金的表面耐受氧化和 氮化。因此,金层2的表面是疏水性表面而不是氢结合表面。因此, 即使当金层2和树脂层5的曲面4通过使用利用氢结合的结合方法被 结合在一起时,也未必容易保持可靠的结合。因此,难以通过使用水 溶性结合剂将树脂层5和金层2结合在一起。并且,如上所述,通过 使用溶于有机溶剂中的脂溶性结合剂将树脂层5和金层2结合在一起 可能导致树脂层5的溶解。在本实施例中,金层2和第一结合层6经 由具有氢结合表面的第二结合层3结合在一起。因此,可通过利用氢 结合将树脂层5的曲面4和金层2结合在一起??赏ü褂萌魏谓岷?方法将金层2和第二结合层3结合在一起。例如,至少第二结合层3 的与金层2接触的表面可以由金以外的金属形成,并且可以通过金属 结合将金层2和第二结合层3结合在一起??商娲?,第二结合层3 和金层2可以通过在其间的界面处形成合金层被结合在一起??商娲?地,金层2和至少第二结合层3的与金层2接触的表面可以由耐受有 机溶剂的材料形成,并且可以通过使用脂溶性结合剂将金层2和第二 结合层3结合在一起。
    第二结合层3不必是单层并且可以是多层。例如,第二结合层3 可以由两个层组成:可稳固地粘接到金层2的铬或钛层和由氢结合材 料形成的层。尽管在图1A中第二结合层3具有与金层2中的孔对应 的孔,但第二结合层3可以不具有与金层2中的孔对应的孔。
    这里所使用的术语“氢结合”指的是通过共价结合到例如羟基 (-OH)或氨基(-NH)中的电负性原子的氢原子与另一官能基的非 共有电子对之间的静电吸引作用形成的结合。氢结合表面11可以由任 何金属氧化物、金属氮化物、准金属氧化物或准金属氮化物形成,条 件是该表面11具有氢结合性能。金属氧化物的示例包含但不限于铜、 铁、镍、锡、银、钛、铬和铝的氧化物。这里所使用的金属氧化物包 含合金氧化物。合金氧化物的示例包含金和铜、铁、镍、锡、银、钛、 铬、铝的合金的氧化物。也可以使用铜、铁、镍、锡、银、钛、铬和 铝合金的氧化物。金属氮化物的示例包含但不限于铜、铁、镍、锡、 银、钛、铬和铝的氮化物。这里所使用的金属氮化物包含合金氮化物。 合金氮化物的示例包含铜、铁、镍、锡、银、钛、铬和铝合金氮化物。
    准金属氧化物的示例包含但不限于硅和锗的氧化物。准金属氮化 物的示例包含但不限于硅、硼、钛和铬的氮化物。
    第一结合层6和第二结合层3的总厚度的变化可以为金层2的最 大厚度的8%或更小。这是因为,即使当曲面4的形状被调整到金层2 的弯曲形状时,大的厚度变化也导致偏离金层2的设计弯曲形状。
    金层2由金形成并且含有99%或更多的金。图1A中的金层2具 有多个孔7???不必是空隙(empty space)。除了金以外的材料, 诸如硅或树脂,可以被设置在孔7中???中的硅或树脂可增强孔7。 本实施例中的孔7可以具有任意形状并且可以是圆柱形、椭圆柱形或 多角柱状(包含具有与高度方向垂直的线状截面的孔)。尽管图1A 中的金层2看起来被孔7分割,但图1A中的金层2具有网状结构, 并且孔7之间的金层2的多个部分被彼此连结。
    如图1B所示,根据本实施例的金层2可以具有多个凹部8。凹部 8不必是空隙,并且可以填充有除了金以外的材料,诸如硅或树脂。 本实施例中的凹部8可以具有任意形状并且可以是圆柱形、椭圆柱形 或多角柱状(包含具有与高度方向垂直的线状截面的凹部)。
    如图1C所示,金层2的凹部8可以具有比金层2的厚度小的深 度,或者可以具有比凹部8之间的间隔的一半大的宽度。在凹部8具 有比凹部8之间的间隔的一半大的宽度的情况下,图1C中的金层2 看起来是其上设置多个突起9的具有均匀厚度的金层。
    尽管图中没有示出,但金层2可以具有均匀的厚度。尽管金层2 在这种情况下不能被用作X射线遮蔽光栅,但本发明可广泛地被应用 于使用具有弯曲形状的金层的其它应用。
    根据本实施例的结构体1的金层2可被用作被配置为阻挡发散X 射线的一部分的遮蔽光栅。在这种情况下,金层2可具有多个孔7(图 1A)。在图1A中的结构体1的金层2被用作X射线遮蔽光栅的情况 下,金层2的金区域19用作遮蔽部分,而孔7用作透射部分。树脂层 5、第一结合层6和第二结合层3用作用于支撑遮蔽光栅(金层2)的 支撑部件。X射线相对不受影响地通过树脂层5和第一、第二结合层 6和3。
    如图2所示,遮蔽光栅可以在X射线Talbot干涉计中被使用。平 坦状态的金层2沿垂直方向包含多个孔7。当金层2与曲面4结合时, 沿与树脂层5的曲面4垂直的方向布置孔7。结构体1包含具有与离 X射线源100的距离对应的曲率半径的弯的金层2。在使用X射线源 作为点光源的测量(图像拾取)中,该结构可随着离光轴的距离增大 而减小X射线传播方向与X射线遮蔽部分的高度方向之间的差异。这 在促进X射线透射并增大X射线透射衬度上是有效的。并且,由于保 持金层2的形状的树脂层5由透射X射线的树脂形成,因此存在小的 X射线透射损失的风险。在具有孔7的金层2被用作Talbot干涉计的 遮蔽光栅的情况下,孔7具有7以上60以下的纵横比???之间的 间隔(其中心之间的间隔)可为0.5μm以上10μm以下。在金层2包 含凹部8(图1B)的情况下,凹部8可具有7以上60以下的纵横比。 凹部8之间的间隔可为0.5μm以上10μm以下。
    尽管图2没有示出,但源光栅可以被设置在X射线源100与衍射 光栅200之间(在被检体500被设置在X射线源100与衍射光栅之间 的情况下,源光栅可以被设置在X射线源100与被检体500之间)。 即使当来自X射线源100的发散X射线具有低的相干性时,也可使用 源光栅以形成微小X射线源的虚拟布置并且通过衍射光栅形成干涉图 案。特别地,使用源光栅的Talbot干涉法被称为Talbot-Lau干涉法。 根据本实施例的结构体1的金层2也可被用作源光栅。在Talbot干涉 法中,已知当可直接检测干涉图案时,不需要遮蔽光栅。在没有遮蔽 光栅的Talbot-Lau干涉计中,根据本实施例的结构体1的金层2也可 被用作源光栅。根据本实施例的结构体1也可被用作遮蔽光栅以外的 光学元件。
    以下,将纯粹通过示例利用具体的实施示例来详细描述本发明。
    实施示例1
    在本实施示例中描述图1A所示的结构体1。结构体1包含具有沿 两个相交方向(即,二维)布置的多个孔7的金层2。以下将参照图 3A~3E描述根据本实施示例的金层2和第二结合层3的形成方法。
    使用具有100mm的直径、525μm的厚度和0.02Ωcm的电阻率的 硅基板12作为基板。通过将硅基板12在1050℃下热氧化75分钟, 在硅基板12的前侧和后侧形成具有约0.5μm的厚度的热氧化膜13(图 3A)。
    利用电子束气相沉积装置在硅基板12的一侧形成具有200nm的 厚度的铬掩模14。向铬掩模14施加正性抗蚀剂。通过半导体光刻在 正性抗蚀剂上的55mm×55mm区域中以8μm的间隔二维形成分别具 有4μm的直径的光致抗蚀剂点图案。未涂有光致抗蚀剂的铬然后利用 水性铬蚀刻剂被蚀刻。随后,通过使用CHF3的反应蚀刻来蚀刻热氧 化膜13。因此,在55mm×55mm硅裸表面中以8μm的间隔二维形成 分别具有4μm的直径的铬点图案(图3B)。在本实施示例中,铬掩 模14被用作蚀刻掩模。
    随后,电感耦合等离子-反应离子蚀刻(ICP-RIE)之后的露出硅 经受各向异性深蚀刻。深蚀刻在约120μm的深度处停止。因此,在硅 基板12中形成具有约120μm的深度的多个凹陷(或凹部)15(图3C)。
    随后,通过UV臭氧灰化并且使用水性铬蚀刻剂来去除光致抗蚀 剂和铬。利用硫酸和过氧化氢溶液的液体混合物并然后利用水清洗硅 基板12,然后使硅基板12干燥。
    然后通过在其上已形成凹部15的硅基板12的表面上在1050℃ 下热氧化7分钟,形成具有约0.1μm的厚度的热氧化膜13。通过使用 CHF3等离子干蚀刻方法去除凹部15的底面16上的热氧化膜13。该 蚀刻具有高的各向异性并且基本上与硅基板12垂直地进行。因此,在 硅基板12中的凹部15的底面16上的热氧化膜13被去除之后,热氧 化膜13残留在凹部15的侧壁上。
    然后利用电子束气相沉积装置依次形成具有约7.5nm的厚度的铬 膜和具有约50nm的厚度的铜膜,由此在凹部15的底面16上的硅裸 表面上形成由铬和铜形成的种子电极层。利用电子束气相沉积装置的 气相沉积方法具有高的方向性并且在凹部15的底面16上以及在凹部 15之间的硅基板12的顶面上形成膜。
    在没有形成图案的硅基板12的区域中所形成的热氧化膜13的一 部分然后被去除以露出硅表面,该硅表面被用作电镀引出电极。通过 使用引出电极作为模子的电镀,凹部15被金属填充。在本实施示例中, 金属是金。镀金溶液是Microfab Au1101(制造商:Electroplating  Engineers of Japan Ltd.)。通过电镀形成具有约120μm的高度的镀 金层17。镀金层17与结构体1的金层2对应。硅基板12被浸在镀金 溶液中,并且在60℃下和0.2A/dm2的电流密度下使用露出硅表面的 引出电极作为负电极被通电26小时,由此形成镀金层17,直到镀金 层17从凹部15溢出。通过化学机械抛光(CMP)去除溢出的镀金层 (图3D)。凹部15中的金和种子电极层的表面上的铜被加热到60℃ 的电镀温度并且在其间的界面处形成合金。
    硅基板12和热氧化膜13通过使用100℃下的30%水性氢氧化钾 被蚀刻(即,被去除),由此在其自身上形成具有多个孔7并具有 55mm×55mm的大小的金层2。种子电极层的表面上的金和铜被加热 到100℃的蚀刻温度并且在其间的界面处形成合金。通过使用该方法 形成的平坦状态的金层2沿垂直方向(沿金层2的厚度方向和孔7的 高度方向)包含多个孔7???以8μm的间隔被二维布置???具有 空隙。金层2然后被浸在硝酸铈铵和高氯酸的水溶液中。尽管种子电 极层中的铬和铜通过蚀刻去除,但金-铜合金层保留。在利用水清洗之 后,使金层2干燥,并且金-铜合金层的表面被氧化并且形成氧化膜。 合金层与第二结合层3对应,并且合金层的氧化膜与氢结合表面11 对应(图3E)。合金层(第二结合层3)通过电镀与金层2结合。
    在本实施示例中,金-铜合金层被用作第二结合层3。金层2的与 其上形成合金层的表面(也被称为金层2与第二结合层3之间的接触 表面)相对的表面不具有合金层并且是金表面。
    在本实施示例中,具有曲面4的树脂层5由丙烯酸树脂形成。树 脂层5在具有80mm的直径的区域中包含凸结构体。该凸结构体的曲 率半径为1196.8mm。向曲面4施加5%水性聚乙烯醇。与金层2结合 的第二结合层3被放置在曲面4上(其中金层2面朝外),使得氢结 合表面11与施加到曲面4的水性聚乙烯醇接触(即,氢结合表面11 通过介于氢结合表面11与曲面4之间的水性聚乙烯醇被设置在曲面4 上)??商娲?,可以向第二结合层3的氢结合表面11或者曲面4 和氢结合表面11二者施加水性聚乙烯醇。金层2的与接触第二结合层 3的表面相对的表面然后通过使用填充空气的橡胶气球被加压。该加 压允许第二结合层3与曲面4之间的过量的水性聚乙烯醇通过孔(空 隙)渗出,并且允许金层2与曲面4一致(conform)。作为水性聚 乙烯醇干燥的结果,金层2通过介于金层2与树脂层5的曲面4之间 的第二结合层3和第一结合层6牢固地与树脂层5的曲面4结合。因 此,第二结合层3和金层2中的空隙允许第二结合层3与曲面4之间 的过量的水性聚合物溶液通过孔渗出,由此减小第一结合层6的厚度 的变化。代替第二结合层3和金层2中的空隙,第二结合层3中的凹 部也可含有过量的水性聚合物溶液并且产生相同的效果。凹部的深度 可以小于第二结合层3的厚度(即,凹部处于第二结合层3内)或者 大于第二结合层3的厚度(即,凹部也被设置在金层2中)。第二结 合层3中的这样的凹部增加第二结合层3与第一结合层6之间的接触 面积并且提高其间的粘接性。例如,当凸结构体的曲率半径为2000mm 或更小时,第二结合层3的氢结合表面11上的孔或凹部之间的间隔优 选为20μm或更小、更优选10μm或更小,原因是这允许第二结合层3 与曲面4之间的过量的水性聚合物溶液通过孔或凹部渗出并由此显著 减小(或消除)第一结合层6的厚度的变化。在凹部的宽度大于凹部 之间的间隔的情况下,凹部不能含有全部的过量聚合物。因此,凹部 的宽度可小于凹部之间的间隔的宽度的2/3。在孔具有浅的深度的情况 下,过量的水性聚合物溶液从金层2的与接触第二结合层3的表面相 对的表面渗出。因此,第二结合层3和金层2的总厚度可为50μm或 更大??稍诘诙岷喜?经由第一结合层6与曲面4结合之后在孔中 设置诸如硅或树脂的材料。
    在树脂层5的曲面4的外部形状如本实施示例那样大于金层2的 外部形状的情况下,第二结合层3与曲面4之间的过量的水性聚合物 溶液沿曲面4有效地排出。这可减小第一结合层6的厚度的变化。
    图1D和图1F所示的在树脂层5的曲面4的周边形成沟槽也允许 第二结合层3与曲面4之间的过量的水性聚合物溶液被有效地排出。 图4是示出树脂层5的曲面4的形状和金层2的弯曲形状的示图。横 轴代表位置,纵轴代表高度。在图4中,(a)表示树脂层5的曲面4 的形状。在图4中,(b)表示曲面4的高度+120μm(与第一结合层 6、第二结合层3和金层2的总厚度对应)。在图4中,(c)表示金 层2的与接触第二结合层3的表面相对的表面即金层的外表面的形状。 图4的示图示出与曲面4结合的金层2具有反映曲面4的形状的弯曲 形状。金层2与第二结合层3之间的接触表面的曲率半径为1197mm (树脂层5的曲面4的曲率半径+120μm)。因此,结构体1包含具有 1197mm的曲率半径的金层2。在金层2中二维布置的孔7的高度方 向与垂直于曲面4的方向平行。
    如图1F所示,在树脂层5的曲面4上设置金层2的区域中,树 脂层5可具有均匀的厚度。当包含金层2的结构体1被用作X射线遮 蔽光栅时,具有均匀厚度的树脂层5可减小通过金层2中的孔7和树 脂层5的X射线透射的变化?;痪浠八?,可减小源自树脂层5的厚度 的变化的X射线透射的变化。在这种情况下,树脂层5优选具有3mm 或更小、更优选1mm或更小的厚度。树脂层5的厚度的变化优选为 10%或更小、更优选3%或更小。
    参考示例1
    在本参考示例1(没有被权利要求的范围覆盖)中,使用在实施 示例1中描述的金层2、第二结合层3和树脂层5。然而,在本参考示 例中,金层2的与接触第二结合层3的表面相对的表面(金表面)面 向曲面4。并且,代替经由第一结合层6和第二结合层3使金层2与 树脂层5的曲面4结合,仅金层2的周边利用带(tape)与树脂层5 的曲面4结合。通过利用带使金层2的周边与树脂层5的曲面4结合 并且以与实施示例1相同的方式使用橡胶气球对金层2加压,来形成 结构体。带、第二结合层3和金层2的总厚度为120μm。图5是示出 树脂层5的曲面4的形状和金层2的弯曲形状的示图,其中,(a)表 示树脂层5的曲面4的形状,(b)表示树脂层5的曲面4的高度+120μm, (c)表示第二结合层3的氢结合表面的形状。图4和图5的比较示出, 图5所示的参考示例中的曲面不太平滑且不对称,从而意味着金层与 树脂之间的接合含有厚度的变化。
    实施示例2
    在本实施示例中描述图1B所示的结构体1。结构体1包含具有沿 一个方向布置的多个凹部8的金层2。
    金层2中的凹部8中的每一个以4μm的宽度沿一条线延伸,并且 以8μm的间隔被设置。在金层2为平坦(不是弯曲的)时,凹部8垂 直地形成在金层2中。金层2具有120μm的厚度,并且线状凹部8具 有115μm的深度。本实施示例中的树脂层5具有沿高度方向切割的曲 率半径为1500mm的圆筒形状(半圆柱形状)。曲面4是具有1500mm 的曲率半径的圆柱面。通过使用真空溅射方法在金层2上形成钛层和 氮化钛层。该Ti/TiN层充当第二结合层3。在第二结合层3中,氮化 钛表面具有氢结合性能。第一结合层6以与实施示例1相同的方式形 成。在本实施示例中,可能通过聚乙烯醇的羟基与氮化钛之间的氢结 合的作用,金层2与树脂层5的曲面4结合。金层2沿与线状凹部8 的纵向垂直的方向变弯并且与圆柱面结合。因此,在得到的结构体中, 金层2中的凹部8的高度方向与曲面4垂直。
    实施示例3
    本实施示例与实施示例2相同,除了在金层2上作为第二结合层 3依次形成铬和SiO2且第一结合层6由聚氧乙烯月桂醚形成以外。SiO2表面充当氢结合表面。并且,在本实施示例中,与实施示例2类似, 在得到的结构体中,金层2中的凹部8的高度方向与曲面4垂直。
    实施示例4
    在本实施示例中描述图1C所示的结构体1。结构体1包含具有沿 一个方向布置的凹部8的金层2。凹部8具有比实施示例2小的纵横 比。在本实施示例中,金层2具有120μm的厚度,并且以24μm的间 隔设置具有4μm的宽度的线状突起9。在线状突起9之间设置凹部8。 如实施示例2那样,凹部8垂直地形成在平坦状态的金层2中。并且, 在本实施示例中,在得到的结构体中,金层2中的凹部8的高度方向 与曲面4垂直。
    实施示例5
    参照图2,在本实施示例中描述包含在实施示例1中制造的结构 体1的金层2作为X射线遮蔽光栅的X射线Talbot干涉计。
    X射线Talbot干涉计1000包含用于发射空间相干的发散X射线 的X射线源100、用于使X射线源100发射的X射线衍射的衍射光栅 200、包含X射线的遮蔽部分和透射部分的遮蔽光栅300和用于检测X 射线的检测器400。衍射光栅200使X射线源100发射的X射线衍射 并且形成干涉图案。遮蔽光栅300阻挡形成干涉图案的X射线的一部 分。遮蔽光栅300是根据实施示例1的金层2,并且与具有曲面4的 树脂层5结合,由此构成根据实施示例1(或者,甚至实施例2~4中 的任一个)的结构体1。遮蔽光栅300被设置,使得树脂层5的曲面4 的曲率半径和第一结合层6与第二结合层3的厚度的总和等于X射线 源100与遮蔽光栅300的面向X射线源100的表面之间的距离。
    将被检体500放置在X射线源100与衍射光栅200之间形成干涉 图案,该干涉图案具有关于由被检体500造成的X射线相位偏移的信 息。干涉图案和遮蔽光栅300产生莫尔图案。利用检测器400检测莫 尔图案的强度分布。
    因此,X射线Talbot干涉计1000通过利用检测器400检测具有 被检体500的相位信息的莫尔图案来测量被检体500(拍摄其图像)。 可通过使用傅立叶变换方法或相位偏移方法的相位恢复处理从检测结 果获得被检体500的相位图像。遮蔽光栅300的光栅区域包含检测器 400的X射线检测区域(检测区)。
    尽管已参照以上的实施例通过示例描述了本发明,但要理解,本 发明不限于所公开的实施示例,而是限于随附权利要求的范围。
    可用于二维发散X射线的X射线遮蔽光栅可球形地变弯。本发明 可适用于这样的X射线遮蔽光栅。
    在本说明书或附图中描述的技术要素单独或组合地可具有技术实 用性,并且不限于提交时在随附权利要求中所描述的组合。在本说明 书或附图中例示的技术可同时实现多个目的,并且通过实现目的中的 一个具有技术实用性。
    描述的实施例可提供包含可容易地保持弯曲形状的金层的结构 体。

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    本文标题:结构体和包含结构体的X射线TALBOT干涉计.pdf
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