Выпуски

 / 

2018

 / 

том 16 / 

выпуск 4

 



Завантажити повну версію статті (в PDF форматі)

V. M. Kolomiets, S. M. Kravchenko, I. M. Kononenko, A. G. Ponomarev, V. A. Rebrov, and S. V. Kolinko
«Construction of X-Ray Optics Elements with a Proton-Beam Lithography»
0645–0655 (2018)

PACS numbers: 07.85.Fv, 41.50.+h, 61.05.-а, 68.55.J-, 81.15.Cd, 81.16.Nd, 82.80.Yc

Метода рентґенівської фазово-контрастної візуалізації як метода дослідження структури об’єктів є надзвичайно перспективною з точки зору практичного застосування, особливо в галузі медицини. Але для реалізації цієї методи потрібна значна ступінь когерентности Рентґенового випромінення. Створення Тальботового інтерферометра на основі рентґенівських фазових дифракційних ґратниць дає можливість працювати з поліхроматичним випроміненням X-променевої трубки. Це уможливлює уникнути використання дорогого наукового обладнання, наприклад синхротрона, і значно пришвидшує широке застосування цієї методи. Зазвичай, модельними фазовими ґратницями є ґратниці на основі силіцію з ґальванічно осадженим золотом, оскільки золото має достатньо високу густину та велике значення масового коефіцієнта поглинання Рентґенового випромінення. Оскільки золото є достатньо коштовним матеріялом, то в якості поглинального матеріялу можна використовувати бісмут, який значно дешевший і неістотно погіршує фізико-технічні характеристики фазових дифракційних ґратниць. В роботі запропоновано методику виготовлення ґратчастих структур на основі монокристалічного силіцію з поглинальним матеріялом бісмутом за допомогою протонно-променевої літографії. Експонування протонним пучком окремих ділянок зразків з попередньо нанесеним позитивним фоторезистом ПММА є необхідним для проведення наступних етапів процесу виготовлення фазових ґратниць — вищавлювання опромінених областей і ґальванопластики. В результаті проведених експериментів були одержані дослідні зразки ґратчастих структур висотою близько 15 мкм, періодом у 85 мкм та шпаруватістю у 0,4. Для дослідження структури та висоти зразків використовувалася метода растрової електронної мікроскопії.

Keywords: x-ray phase-contrast imaging, x-ray phase diffraction grating, phase proton-beam lithography, magnetron sputtering, resistant material PMMA, exposure, etching, electroplating


References
1. C. David, J. Bruder, T. Rohbeck, C. Grunzweig, C. Kottler, A. Diaz, O. Bunk, and F. Pfeiffer, Microelectronic Engineering, 84: 1172 (2007). https://doi.org/10.1016/j.mee.2007.01.151
2. F. Zernike, Physica Part I, 9: 686 (1942). https://doi.org/10.1016/S0031-8914(42)80035-X
3. R. Fitzgerald, Phys. Today, 53, No. 7: 23 (2000). https://doi.org/10.1063/1.1292471
4. A. Momose, Opt. Express, 11, No. 19: 2303 (2003). https://doi.org/10.1364/OE.11.002303
5. F. Pfeiffer, T. Weitkamp, O. Bunk, and C. David, Nature Phys., 2: 258 (2006). https://doi.org/10.1038/nphys265
6. D. Noda, M. Tanaka, K. Shimada, W. Yashiro, A. Momose, and T. Hattori, Microsyst. Technol., 14: 1311 (2008). https://doi.org/10.1007/s00542-008-0584-5
7. J. Als-Nielsen and D. McMorrow, Elements of Modern X-Ray Physics (Chichester: Wiley: 2011). https://doi.org/10.1002/9781119998365
8. F. Watt, M. B. H. Breese, A. A. Bettiol, and J. A. Van Kan, Materials Today, 10, No. 6: 20 (2007). https://doi.org/10.1016/S1369-7021(07)70129-3
9. C. Udalagama, A. A. Bettiol, and F. Watt, Phys. Rev. B, 80: 224107 (2009). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.80.224107
10. V. N. Kolomiyets, I. N. Kononenko, S. N. Kravchenko, M. I. Zakharets, V. Yu. Storizhko, V. I. Vozny, A. N. Buhay, And A. Yu. Devizenko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 38, No. 6: 815 (2016) (in Russian). https://doi.org/10.15407/mfint.38.06.0815
11. H. W. Ro, Y. Ding, and H.-J. Lee, J. Vac. Sci. Technol., 24, No. 6: 2973 (2006). https://doi.org/10.1116/1.2387157
12. A. G. Ponomarev, A. S. Lapin, S. V. Kolin'ko, V. A. Rebrov, V. O. Zhurba, M. V. Petrovskiy, V. N. Kolomiets, and S. N. Kravchenko, J. Nano- Electron. Phys., 9, No. 6: 06010 (2017) (in Russian). https://doi.org/10.21272/jnep.9(6).06010
13. J. A. Van Kan, A. A. Bettiol, and S. Y. Chiam, Nucl. Instr. and Meth. B, 260: 460 (2007). https://doi.org/10.1016/j.nimb.2007.02.063
14. O. M. Buhay, A. A. Drozdenko, M. I. Zakharets, I. G. Ignat'ev, A. B. Kramchenkov, V. I. Miroshnichenko, A. G. Ponomarev, and V. E. Storizhko, Physics Procedia, 66: 166 (2015). https://doi.org/10.1016/j.phpro.2015.05.022
15. A. A. Ponomareva, Kvadrupol'nyye Zondoformiruyushchie Sistemy So Svobodnymi Parametrami Fokusiruyushchikh Poley [Quadrupole Probe-Forming Systems with Free Parameters of Focusing Fields] (Thesis of Disser. for Cand. Phys.-Math. Sci.) (Sumy: 2013) (in Russian).
16. J. A. Van Kan, T. C. Sum, T. Osipowicz, and F. Watt, Nucl. Instr. and Meth. B, 161: 366 (2000). https://doi.org/10.1016/S0168-583X(99)00862-9
Creative Commons License
Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
©2003—2020 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины.

Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача