高反射率高纯度X射线多层膜反射镜的制备方法及反射镜.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111996506A(43)申请公布日2020.11.27(21)申请号202010761773.7(22)申请日2020.07.31(71)申请人同济大学地址200092上海市杨浦区四平路1239号(72)发明人黄秋实王占山齐润泽张众倪航剑(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人翁惠瑜(51)Int.Cl.C23C14/35(2006.01)C23C14/06(2006.01)C23C14/14(2006.01)G02B5/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称高反射率高纯度X射线多层膜反射镜的制备方法及反射镜(57)摘要本发明涉及一种高反射率高纯度X射线多层膜反射镜的制备方法及反射镜，该方法包括以下步骤：1)在磁控溅射镀膜真空腔内的样品架上放置基板，该基板的表面粗糙度小于0.3纳米；2)对磁控溅射镀膜真空腔进行抽真空后，向该真空腔内充入高纯氪气作为溅射气体以调节磁控溅射镀膜真空腔内的工作气压，使工作气压接近等离子体稳定启辉的最低临界值，工作过程中，氪气气压变化幅度小于5％；3)开启直流磁控溅射电源，进行钯靶材和碳化硼靶材的预溅射；4)控制装有基板的样品架交替停留在钯靶材和碳化硼靶材的溅射区域，完成制备。与现有技术相比，本发明能够有效降低靶材反溅效果，保障成膜质量，具有工艺重复性好、可控性强等优点。CN111996506ACN111996506A权利要求书1/1页1.一种高反射率高纯度X射线多层膜反射镜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)在磁控溅射镀膜真空腔内的样品架上放置基板，该基板的表面粗糙度小于0.3纳米；2)对磁控溅射镀膜真空腔进行抽真空后，向该真空腔内充入高纯氪气作为溅射气体以调节磁控溅射镀膜真空腔内的工作气压，使工作气压接近等离子体稳定启辉的最低临界值，工作过程中，所述真空腔内的氪气气压变化幅度小于5％；3)开启直流磁控溅射电源，进行钯靶材和碳化硼靶材的预溅射；4)控制装有基板的样品架交替停留在钯靶材和碳化硼靶材的溅射区域，完成钯膜层和碳化硼膜层交替生长的多层膜反射镜的制备。2.根据权利要求1所述的高反射率高纯度X射线多层膜反射镜的制备方法，其特征在于，所述高纯氪气的纯度高于99.9％。3.根据权利要求1所述的高反射率高纯度X射线多层膜反射镜的制备方法，其特征在于，所述最低临界值≤0.10Pa。4.根据权利要求1所述的高反射率高纯度X射线多层膜反射镜的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述预溅射的时间大于60分钟。5.根据权利要求1所述的高反射率高纯度X射线多层膜反射镜的制备方法，其特征在于，所述钯靶材的电源功率为15-30W，所述碳化硼靶材的电源功率为100-150W。6.根据权利要求1所述的高反射率高纯度X射线多层膜反射镜的制备方法，其特征在于，步骤3)和步骤4)执行过程中，持续充入高纯氪气的流量变化≤2％。7.根据权利要求1所述的高反射率高纯度X射线多层膜反射镜的制备方法，其特征在于，步骤5)中，所述钯膜层和碳化硼膜层的厚度为1-3纳米。8.根据权利要求1所述的高反射率高纯度X射线多层膜反射镜的制备方法，其特征在于，步骤5)中，所述钯膜层和碳化硼膜层交替设置的膜对数为100-150对。9.一种X射线多层膜反射镜，其特征在于，采用如权利要求1所述的制备方法获得。10.根据权利要求9所述的X射线多层膜反射镜，其特征在于，该反射镜的多层膜结构为每个周期膜厚相同的周期多层膜或由基板向上每个周期膜厚不同的非周期多层膜。2CN111996506A说明书1/4页高反射率高纯度X射线多层膜反射镜的制备方法及反射镜技术领域[0001]本发明属于光学薄膜技术领域，涉及一种多层膜反射镜的制备，尤其是涉及一种高反射率高纯度X射线多层膜反射镜的制备方法及反射镜。背景技术[0002]类似一维晶体结构的纳米多层膜基于布拉格反射原理，理论上能实现高效率的X射线反射，是X射线波段重要的单色化元件。常规多层膜由高原子序数的吸收层和低原子序数的间隔层组成，反射带宽ΔE/E＝2％～5％(E是光子能量，ΔE是反射峰的能量半高宽)，比晶体元件(ΔE/E＝～10-4)大两个数量级，可以在保证中等分辨率的情况下，提供比晶体元件高10倍以上的光子通量。因此，多层膜元件是高通量X射线光学系统的核心元件，广泛应用在同步辐射光源、高能天文观测、稠密等离子体诊断中。为获得高X射线反射率，多层膜结构中两种材料的有效光学常数需要具有良好的X射线对比度，即膜层内部的光学常数要尽可能接近块体材料值，膜层界面的光学常数变化要尽可能陡峭。由于X射线的波长短，多层膜的膜层厚度很小，每层厚度仅为1～3nm，只包括几层原子层，膜层生长中原