Создание нового поколения перестраиваемых рентгеновских источников на основе мультичастотной рентгеновской трубки презентация

техника и электронная компонентная база»

Организация: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники»

Создание нового поколения перестраиваемых рентгеновских источников на основе мультичастотной рентгеновской трубки с полевым нанокатодом

источников на основе мультичастотной рентгеновской трубки с полевым нанокатодом.
Актуальность: на сегодняшний день в различных областях науки и техники остро ощущается необходимость в миниатюрных рентгеновских источниках с низким энергопотреблением и возможностью вариации частоты излучения.
Новизна: использовании комбинации прострельной рентгеновской мишени и источника высокой интенсивности на основе полевого нанокатода, работающего в импульсном режиме. При этом обеспечивается миниатюризация изделия, снижение энергопотребления и дозы рентгеновского излучения.

разработка топологии микросистемного катодного узла с полевым наноразмерным катодом и моделирование его работы;
разработка технологии изготовления микросистемного катодного узла с полевым наноразмерным катодом;
разработка технологии изготовления электронно-оптической системы;
разработка конструкторской документации на экспериментальный образец рентгеновского источника;
разработка и изготовление стендов для исследования параметров образцов;
изготовление экспериментальных образцов рентгеновского источника;
проведение исследовательских испытаний образцов рентгеновского источника.

не более 3 Вт;
катодный ток 75±5 мкА;
габаритные размеры не более 65±2 × 22±2 мм;
размер фокусного пятна не более 500 мкм;
диапазон рабочих температур: от минус 40 до + 85 °C.

Технические характеристики экспериментального образца рентгеновского источника:

Моделирование

Разработка

Проведение исследовательских испытаний

Изготовление

Национальный исследовательский университет «МИЭТ»

Индустриальный партнер
ООО «МЭЛЗ»

Потенциальные потребители

Проведение работ в соответствии с Планом-графиком

решения поставленных задач использовались следующие подходы:
анализ направлений на основе данных литературного и патентного обзоров;
разработка физико-математических моделей для анализа распределения электрического поля, оценки величины электронной эмиссии, анализа характера траектории эмитированных с катода электронов, анализа зависимости ионной бомбардировки автоэмиссионных катодов от параметров диода;
использование программных сред Solid Works, COMSOL Multiphysics, Auto CAD, Siemens NX;
использование кремниевой технологии МЭМС при изготовлении образцов;
разработка документации на экспериментальные образцы и стенды;
разработка программ и методик экспериментальных исследований;

проведение экспериментальных исследований тестовых структур и экспериментальных образцов
на специальных стендах.

технологии, позволяющей формировать изделия нано- и микросистемной техники на кремниевых пластинах диаметром 150 мм. Разработанный технологический маршрут реализуем на большинстве технологических линий, специализирующихся на изготовлении МЭМС/ИС с проектными нормами от 0,8 до 0,35 мкм. Таким образом, создан технологический задел, открывающий перспективы внедрения изделий на базе полевых нанокатодов в серийное производство.

Часть работ по разработке и апробации технологий производства выполняются силами индустриального партнера ООО «МЭЛЗ» (внебюджетное финансирование) благодаря их опыту в производстве электронно-лучевых приборов, проекционных и осциллографических электронно-лучевых трубок, комплектующих для электровакуумных приборов, механических деталей для радиотехнических устройств.

автоэмиссионного катода, построенная в координатах Фаулера-Нордгейма

Экспериментальная вольт-амперная характеристика автоэмиссионного катода

ln(I/U2)

1/U

образцов полевого нанокатода и экспериментального образца рентгеновского источника с оснасткой

Работа на стенде для исследования характеристик тестовых образцов полевого нанокатода

Работа на стенде для проведения исследовательских испытаний рентгеновского источника

в том числе:
в оборудовании для рентгенофлуоресцентного анализа (для различных применений от охраны окружающей среды, минералогии, металлургии, химической индустрии до археологии, сельского хозяйства и криминалистики),
в медицинской технике (в т.ч. в мобильных рентгеновских аппаратах, например дентальных рентгенаппаратах),
в системах безопасности и противодействия терроризму (в качестве безвредной замены радиоактивным источникам для ионизации газов при создании чувствительной аппаратуры обнаружения взрывчатых веществ).

Таким образом, следует ожидать появления растущего спроса на миниатюрные рентгеновские трубки малой мощности.

образовательном учреждении высшего образования «Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники»: по комбинации локального экспонирования подложки излучением рентгеновского источника и процессов АС ХОГФ (ALD) для реализации аддитивной технологии (3D-печати) для формирования топологических элементов функциональных слоев (ФС) в зависимости от вида реагентов, поверхности осаждения и длины волны.

Исследование технического уровня и тенденций развития технологии изготовления электронно-оптических систем рентгеновских источников показало, что работы в этой области перспективны и актуальны и соответствуют мировому уровню.

трубки малой и сверхмалой мощности (единицы Ватт), относительно низковольтные (напряжение порядка 10 кВ), поскольку такой рентгеновский источник, особенно работающий в импульсном режиме, практически безвреден для человека.

Потенциальны потребители результатов проекта:
ООО «МЭЛЗ».
ООО «НПП Видеоэлектроника».
АО «Зеленоградский инновационно-технологический центр».
ЗАО Светлана-рентген.
ЗАО «Инновационный центр «Бирюч».
ООО «Микрохирургический офтальмологический инструмент».
ООО ГК «Консенсус».

разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014—2020 годы»

Результаты исследования представлены на стенде

Докладчик:

Дюжев Николай Алексеевич, директор Центра коллективного пользования «Микросистемная техника и электронная компонентная база»
djuzhev@unicm.ru, 8-916-624-10-51

мкм (молибден).

Кремниевая мембрана толщиной
1-2 мкм:
прозрачна для рентгеновского излучения в диапазоне длин волн до 1.6 нм;
обладает достаточной механической прочностью к перепаду давлений порядка 2 атм. (что позволяет использовать ее в качестве рентгеновского окна).

Автоэмиссионный катод и прострельная мишень, совмещенная с кремниевым рентгеновским окном.

из молибдена.

Зависимость характеристической интенсивности от толщины пленки мишени, изготовленной из вольфрама.