Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) разработали чип для тестирования качества рентгеновского микротомографа. Чип размером с рисовое зернышко позволяет точно измерить, насколько детально томограф «видит» структуры внутри образцов. В пресс-службе ТПУ пояснили, что разработка подходит как для калибровки научного оборудования, так и для тестирования новых алгоритмов сканирования.

Чип сделан из кристаллического кремния. Это твердый и стабильный в широком диапазоне температур материал, не подверженный коррозии. Размер чипа — 2,98×2,98 мм, толщина — 0,6 мм. С помощью разработанного устройства можно измерить разрешение томографа в диапазоне от 15 до 1 мкм.

Так, с помощью чипа можно проверить пространственное разрешение томограммы, минимальный размер детектирования отдельно стоящей точки, точность масштаба изображения, неравномерность разрешающей способности в зависимости от направления измерения в пространстве и другое.

«На данный момент в России промышленные микротомографы с метрологической точки зрения не могут выступать в качестве средства измерения с разрешающей способностью до 1 мкм. Дело в том, что в системе государственных мер не зарегистрировано ни одной меры или тестового объекта, с помощью которого можно доказать, что томограф может отобразить структуры размером до 1 мкм внутри исследуемого объекта. Другими словами, сейчас доказать, что томограф «разглядел» какие-то детали в образце невозможно. Изготовленный чип как раз и решает задачу измерения пространственного разрешения микротомографа. В России аналогов разработке нет, в мире подобные чипы изготавливаются только в Германии и Японии», — приводит пресс-служба слова Алексея Гоголева, проректора по науке и стратегическим проектам ТПУ.

На поверхности чипа сформированы (вытравлены на глубину до 20 мкм) шаблоны структур из чередующихся полос и точек с поперечными размерами от 10 мкм до 1 мкм. Это так называемая трехмерная структура с заданными параметрами. Одно из преимуществ такой архитектуры — возможность определять разрешение без специального программного обеспечения.

Сам чип выступает в качестве тестового эталонного объекта. Все размеры структур, которые нанесены на него, верифицированы при помощи электронного микроскопа с точностью до 100 нм (это в 1000 раз меньше толщины человеческого волоса). Так, отсканировав чип в микротомографе, можно наглядно увидеть, какие структуры с каким размером можно различить на томограмме и, как следствие, быстро и точно определить разрешающую способность микротомографа.

Фото. Чип для тестирования качества рентгеновского микротомографа, разработанный учеными ТПУ

Источник: журнал «Изобретатель и рационализатор», №1-2026