Aufbau eines Multi-Emitter-Röntgen-Arrays auf Basis von Feld-Emissions-Kathoden zur Steigerung der Röntgen-Intensität – MERA-Lux

Im Vorhaben soll ein Demonstrator eines neuartigen miniaturisierten Multi-Emitter-Röntgenarrays für die schnelle Bildgebung in der Computertomographie (CT) realisiert werden. Kernbestandteil sind auf Si-Chips hergestellte hochintegrierte Zeilen bzw. Arrays von Feldemissionselektronenquellen. Mit auf dem Chip integrierten Elektronenoptiken soll es möglich sein, Elektronenstrahlen voneinander unabhängig an unterschiedlichen, dicht benachbarten räumlichen Positionen auf das Transmissionsfenster der vakuumverkapselten Röntgenquelle zu fokussieren. Damit lässt sich eine individuelle räumliche und zeitliche Ansteuerung der Emitter realisieren, wodurch es möglich wird, unterschiedliche Abtastungsmuster in den Computertomographie-Scan zu integrieren. Als Resultat ergibt sich eine höhere räumliche sowie zeitliche Auflösung des CT-Scans. In Zukunft sollen die derzeit verwendeten Röntgenröhren mit thermischer Elektronen-Emission durch Feld-Emissions-basierte Emitter ersetzt werden. Diese lassen sich schneller schalten, unterliegen keinem/weniger Verschleiß und lassen eine höhere Integrationsdichte zu, weshalb sie vor allem im Bereich der industriellen CT Vorteile bringen. Da die Technik auf Silizium-Halbleitern basiert, kann von einer Skalierung und somit günstigen Herstellungskosten ausgegangen werden, was die spätere wirtschaftliche Umsetzung unterstützt.