研究目的
研究采用纳米结构场发射阴极和微结构透射阳极的X射线发生器的设计、制造与特性表征，旨在实现无需造影剂的生物组织清晰成像。
研究成果
已展示出一种纳米结构硅场发射阴极，该阴极具有低压运行、高电流发射及高栅极透射的特性。X射线源产生的辐射可在无需造影剂的情况下清晰成像低Z材料（尤其是生物样本），光谱分析显示其背景辐射更低且发射的X射线具有较窄的光谱线宽。
研究不足
X射线源目前以低占空比的脉冲模式运行，以避免腔室内压力升高，否则可能导致阴极因反向离子轰击而损坏。若要连续运行，则需解决阳极的适当冷却问题。
1：实验设计与方法选择：
本研究涉及用于X射线产生的纳米结构场发射阴极和微结构透射阳极的设计与制备。该方法包括使用场发射阴极进行电子发射，以及利用具有窄光谱线宽的透射阳极产生X射线。
2：样本选择与数据来源：
制备的场发射阴极包含自对准栅控硅场发射体阵列。通过获取多个物体的X射线吸收图像来表征成像能力。
3：实验设备与材料清单：
该装置包括配备场发射阴极和透射阳极的台式设备、真空腔室、荧光屏以及高压电源。
4：实验步骤与操作流程：
在场致超高真空腔室内对场发射阴极进行表征。通过阴极和阳极装置测试X射线产生情况，并使用数字X射线探测器捕获图像。
5：数据分析方法：
通过电流-电压特性分析场发射阴极的性能。根据清晰度和细节评估X射线图像的质量。
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Keithley 237 source-measure unit
237
Keithley
Supplying a negative bias voltage to the substrate/emitter tips and measuring the emitter current, collector current, and gate current during I-V characterization.
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Keithley 6485 picoammeter
6485
Keithley
Measuring the leakage/intercepted current during I-V characterization.
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Matsusada high voltage power supply
AU80R15
Matsusada
Biasing the anode up to 60 kV during X-ray generation tests.
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HandyCreate HDR-200 digital X-ray detector
HDR-200
HandyCreate
Imaging small objects during X-ray generation tests.
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AGFA CR cassette computational radiographic plate
CR cassette
AGFA
Imaging larger objects during X-ray generation tests.
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