[發(fā)明專利]用于發(fā)射X射線的場致發(fā)射器件及其制備方法

有效

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• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN110071027B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張道書;侯玉欣;陳明;李威威;何可;鐘國華;楊春雷
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號: H01J35/06
• 分類號: H01J35/06;H01J9/02;B82Y10/00;B82Y30/00
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰

本發(fā)明公開了一種用于發(fā)射X射線的場致發(fā)射器件及其制備方法。該制備方法包括：在基底上形成金屬電極層；在所述金屬電極層上形成銅基底層；在所述銅基底層上形成硫化亞銅納米線層。該場致發(fā)射器件包括：基底；金屬電極層，設(shè)置于所述基底上；銅基底層，設(shè)置于所述金屬電極層上；硫化亞銅納米線層，設(shè)置于所述銅基底層上。該制備方法簡單易于控制，條件溫和，適用于具有大面積的場致發(fā)射電極陣列的制備，且制成的器件具有體積小、工作壽命長、場發(fā)射性能優(yōu)異等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于場致發(fā)射器件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于發(fā)射X射線的場致發(fā)射器件及其制備方法。

背景技術(shù)

納米級結(jié)構(gòu)材料簡稱為納米材料，是指其結(jié)構(gòu)單元的尺寸介于1納米～100納米范圍之間。由于它的尺寸已經(jīng)接近電子的相干長度，強相干作用使得納米材料的性質(zhì)發(fā)生很大變化。并且，其尺度已接近光的波長，加上其具有大表面的特殊效應(yīng)，因此其所表現(xiàn)的特性，例如熔點、磁性、光學(xué)、導(dǎo)熱、導(dǎo)電特性等等，往往不同于該物質(zhì)在整體狀態(tài)時所表現(xiàn)的性質(zhì)。由于這些特殊性質(zhì)使得納米材料在多個不同領(lǐng)域起著重要的作用，如光學(xué)、化學(xué)、場致發(fā)射領(lǐng)域等。

目前醫(yī)用的X射線源為熱電子發(fā)射型X射線管，這種X射線管存在幾個固有的缺點，比如設(shè)備體積大、工作壽命短實時成像分辨率低、高功耗。相比而言，基于場致電子發(fā)射原理的X射線管具有功耗低、尺寸小、響應(yīng)速度快、高電流密度、無需加熱等優(yōu)點。采用場發(fā)射X射線管代替這些熱電子發(fā)射型X射線管為當(dāng)今趨勢，其研發(fā)力度也呈逐年增長態(tài)勢。從2001年來，研發(fā)人員對碳納米管，氧化鋅納米線等材料進(jìn)行了大量的研究，研究其作為場發(fā)射X射線管的可能性。場致發(fā)射器件的場致發(fā)射電極中的納米線主要是通過化學(xué)氣相沉積工藝制備形成的，但這種方法生長條件苛刻，可控生長技術(shù)不夠成熟、生長成本昂貴，不適用于具有大面積的場致發(fā)射電極陣列的制備。其次，基于采用異質(zhì)基底生長的納米線，X射線源散熱性差，使用壽命短。

發(fā)明內(nèi)容

(一)本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：如何簡化用于發(fā)射X射線的場致發(fā)射器件的制備工藝，并降低工藝成本。

(二)本發(fā)明所采用的技術(shù)方案

為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種用于發(fā)射X射線的場致發(fā)射器件，包括：

基底；

金屬電極層，設(shè)置于所述基底上；

銅基底層，設(shè)置于所述金屬電極層上；

硫化亞銅納米線層，設(shè)置于所述銅基底層上。

優(yōu)選地，所述場致發(fā)射器件還包括：

氧化石墨烯層，設(shè)置于所述硫化壓銅納米線層上。

優(yōu)選地，所述基底為玻璃基底，所述金屬電極層為鉬或鎘金屬電極層，其中，所述金屬電極層的厚度為150nm～250nm。

優(yōu)選地，所述硫化壓銅納米線層中的納米線的直徑范圍為0.1μm～0.18μm，納米線的長度范圍為1.5μm～3μm，納米線的長徑比為8.3～30。

優(yōu)選地，所述氧化石墨烯層厚度為10nm～15nm。

本發(fā)明還公開了一種用于發(fā)射X射線的場致發(fā)射器件的制備方法，包括：

在基底上形成金屬電極層；

在所述金屬電極層上形成銅基底層；

在所述銅基底層上形成硫化亞銅納米線層。

優(yōu)選地，所述在所述銅基底層上形成硫化亞銅納米線層的具體方法包括：

加熱所述銅基底層，以在所述銅基底層的背向所述金屬電極層的表面上形成氧化銅層；