X射線廣泛應(yīng)用于健康檢查、癌癥放療、安全檢查、工業(yè)探傷、材料分析等領(lǐng)域。目前，X射線主要是通過熱陰極X射線管產(chǎn)生，其主要包括一個(gè)熱發(fā)射陰極和陽極，電子從熱陰極發(fā)射后被加速，高能電子轟擊到陽極并在陽極發(fā)生韌致輻射和原子內(nèi)殼層電子躍遷，從而產(chǎn)生X射線。由于熱發(fā)射陰極具有體積大、功耗高、開關(guān)延遲時(shí)間長等特點(diǎn)，熱陰極X射線管一般也具有較大的體積、較高的功耗和較長的開關(guān)響應(yīng)時(shí)間。這些問題限制了傳統(tǒng)熱發(fā)射陰極X射線管在很多場景的應(yīng)用。另一方面，X射線動態(tài)成像系統(tǒng)、輕小型X射線醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)、近距離電學(xué)X射線放療設(shè)備、便攜式X射線檢測和分析裝置等新型X射線儀器的應(yīng)用需求越來越大，這些儀器的關(guān)鍵核心部件就是微型X射線源，因此，微型X射線源是一種重要的、需求越來越大的電子元器件。 微型X射線源的研究始于2000年左右，目前已研制成功了基于熱發(fā)射電子源和納米材料場發(fā)射電子源的小型或微型X射線源。其中，基于熱發(fā)射電子源的小型X射線源的技術(shù)比較成熟，其雖然具有更小巧緊湊的尺寸，但由于仍使用熱發(fā)射電子源且具有和傳統(tǒng)X射線管非常相似的結(jié)構(gòu)，基于熱發(fā)射電子源的小型X射線源仍具有開關(guān)響應(yīng)時(shí)間長的問題，難以應(yīng)用在移動對象的動態(tài)X射線成像等場合。相比于基于熱發(fā)射電子源的小型X射線源，基于碳納米管、氧化鋅納米線等納米材料場發(fā)射電子源的微型X射線源具有更小的尺寸、更低的功耗、更短的開關(guān)響應(yīng)時(shí)間，被認(rèn)為是一種非常有前景的微型X射線源技術(shù)。然而，目前所有片上的微型X射線源均具有尺寸難以進(jìn)一步減小、批量制備成本高等問題。 本項(xiàng)目提出了一種片上微型X射線源。該X射線基于一種新型的微型電子源，可以用微納加工技術(shù)加工得到，因此可以減小尺寸、降低制備成本。同時(shí)，該片上微型X射線源具有X射線劑量穩(wěn)定可控、工作真空要求低、開關(guān)響應(yīng)快、可集成、可批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于小型便攜的各類X射線檢測分析和醫(yī)療設(shè)備。