[发明专利]一种用于同步辐射共聚焦荧光实验的标样制备方法

说明书

本发明涉及一种用于同步辐射共聚焦荧光实验的标样制备方法，其包括以下步骤：步骤S101，在一硅衬底的整个顶面上沉积一铜薄膜，并切割带有所述铜薄膜的硅衬底；步骤S102，刻蚀所述铜薄膜以及紧邻该铜薄膜的具有部分厚度的所述硅衬底，以形成一铜条带和一第一衬底部；以及步骤S103，刻蚀所述铜条带以及第一衬底部，以形成一铜系带和一第二衬底部。通过本发明制备的标样可以便于更精确地校准同步辐射共聚焦荧光实验中的设备，提升共聚焦微元标定的准确度。

技术领域

本发明涉及一种用于同步辐射共聚焦荧光实验的标样制备方法

背景技术

X射线荧光分析方法是一种能确定物质中元素成分的定性和定量方法，它广泛应用于生物、材料、地质、考古、环境等学科领域中，具有灵敏、无损、大气环境等优点。但常规的荧光实验中，没有深度空间分辨能力。通过X射线共聚焦实验方法则可以提供物质的三维空间分布信息。

X射线共聚焦实验方法是1992年由Gibson和Kumakhov提出来的，2000年出现了第一个X射线共聚焦实验装置。目前的共聚焦实验装置大多基于实验室X射线，亮度较低，分辨能力较差。

而基于同步辐射硬X射线微聚焦光束，虽然可以大幅提高共聚焦荧光实验的空间分辨率，但相对地，高的空间分辨要求更高的仪器校准精度。传统的共聚焦实验中，光斑尺度等于或远大于毛细管的空间分辨率，仪器校准要求低，误差不超过毛细管的视场即可满足要求。而在微聚焦光斑的共聚焦荧光实验中，由于光斑远小于毛细管的视场大小，因此就要求更高的仪器校准精度以及共聚焦微元的标定精度来提高共聚焦荧光实验的空间分辨率。

目前现有的标样通常是从标准局购买得到的金属薄膜，其厚度一般为10-50μm，且这种标样一般用于吸收谱实验定标。在现有的共聚焦荧光实验中通常会借用上述标样，然而，这些标样太厚，而且面积较大，一般尺寸为30*10*0.01mm³，因为尺寸太大，所以传统标样必须与入射X光和荧光探测器分别成45度角放置，才能使荧光信号进入荧光探测器(因为如果垂直于入射X光放置，就会平行于荧光探测器，这时，荧光信号可能需要穿透数十毫米的金属才能到达荧光探测器，荧光探测器会测不到信号)，这就造成了标样相对于共聚焦微元也成45度放置，从而导致无法直接测量共聚焦微元尺寸。另外，由于传统标样的厚度太大，其厚度信息会带入到共聚焦微元尺寸的测量结果中。传统方法是通过计算推算出共聚焦微元的大小，会带来误差。如果共聚焦微元尺度较大，这种误差可以忽略，但要想得到小的共聚焦微元，那么这种传统标样所带来的误差就会造成很大影响。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种用于同步辐射共聚焦荧光实验的标样制备方法，以使标样便于更精确地校准同步辐射共聚焦荧光实验中的设备，提升共聚焦微元标定的准确度。

本发明所述的一种用于同步辐射共聚焦荧光实验的标样制备方法，其包括以下步骤：

步骤S101，在一硅衬底的整个顶面上沉积一铜薄膜，并切割带有所述铜薄膜的硅衬底，以使其具有第一长度和第一宽度；

步骤S102，刻蚀所述铜薄膜以及紧邻该铜薄膜的具有部分厚度的所述硅衬底，以形成具有第二宽度的一铜条带和一第一衬底部，其中，所述第二宽度小于所述第一宽度；以及

步骤S103，刻蚀所述铜条带以及第一衬底部，以使所述铜条带和第一衬底部的沿长度方向延伸的两个相对的侧面在其中间位置处分别向内凹入，从而形成具有第三宽度和第二长度的一铜系带和一第二衬底部，其中，所述第三宽度小于所述第二宽度；

其中，所述铜薄膜的厚度为5-20nm，所述第三宽度为5-10μm。

进一步地，在所述步骤S101中，通过磁控溅射法或分子束外延法沉积所述铜薄膜。

在上述的用于同步辐射共聚焦荧光实验的标样制备方法中，所述第一长度为3-7mm，所述第一宽度为0.8-1.2mm。