低温退火的X射线W/Si多层膜应力和结构性能

W/Si多层膜反射镜在硬X射线天文望远镜中有重要应用. 为减小其应力对反射镜面形和望远镜分辨率的影响, 同时保证较高的反射率, 采用150, 175和200 ℃ 的低温退火工艺对采用磁控溅射镀制的W/Si周期多层膜进行后处理. 利用掠入射X射线反射测试和样品表面面形测试对退火前后W/Si多层膜的应力和结构进行表征. 结果表明, 在150 ℃ 退火3 h 后, 多层膜1级峰反射率和膜层结构几乎没有发生变化, 应力减少约27%; 在175 ℃ 退火3 h后, 多层膜膜层结构开始发生变化, 应力减少约50%; 在200 ℃退火3 h 后, 多层膜应力减小超过60%, 但1级布拉格峰反射率相对下降17%, 且膜层结构发生了较大变化. W, Si界面层的增大和相互扩散加剧是应力和反射率下降的主要原因.     

磁控溅射制备的W，WSi2, Si单层膜和W/Si,WSi2/Si多层膜应力

采用直流磁控溅射技术制备了厚度约100 nm的W,WSi2,Si单层膜和周期约为20 nm,Si膜层厚度与周期的比值为0.5的W/Si,WSi2/Si周期多层膜。利用台阶仪对镀膜前后基底表面的面形进行了测试,计算并比较了不同膜系的应力值。结果表明：W单层膜表现出较大的压应力,而W/Si周期膜则表现为张应力。WSi2单层膜和WSi2/Si周期多层膜均表现为压应力,没有应力突变,应力特性最为稳定。因此,WSi2/Si材料组合是研制大膜对数X射线多层膜较好的材料组合。     

溅射气压对X射线多层膜反射率的影响

本文在不同的溅射气压的情况下制备了具有相同结构参量的Mo/Si多层膜,测出了其对应的小角度X衍射曲线,在北京同步辐射实验室测量了多层膜的软X射线反射率.小角X射线衍射谱表明:随着溅射气压升高,多层膜的小角X射线衍射曲线的高次峰的峰高急剧变小,半峰宽变大.反射率测量结果也表明:多层膜的X射线反射率随溅射气压的升高而急剧降低.     

Mo/Si多层膜小角X射线衍射结构表征

为了实现对Mo/Si多层膜的结构表征,测量了多层膜样品的小角X射线衍射谱。介绍了小角X射线衍射谱的分析方法,包括Bragg峰值拟合法,傅里叶变换法,反射谱拟合法。Bragg峰值拟合法和反射谱拟合法得到多层膜的周期厚度为7.09nm,两种模型的反射谱拟合法得到界面的粗糙度(扩散长度)为0.40～0.41nm(Si在Mo上),0.52～0.70nm(Mo在Si上),前者要比后者小,这与透射电镜法(TEM)得到的结果0.40nm(Si在Mo上),0.6～0.65nm(Mo在Si上)是一致的。通过基于扩散模型的反射谱拟合法得到的折射率剖面也与由高倍率透射电镜(HRTEM)积分得到的灰度值剖面在趋势上是一致的。通过X射线衍射谱和TEM图像对Mo/Si多层膜进行综合表征,得到了多层膜的精细结构信息,这对多层膜制备工艺的优化具有十分重要的意义。     

磁控溅射制备的W,WSi2,Si单层膜和W/Si,WSi2/Si多层膜应力

采用直流磁控溅射技术制备了厚度约100 nm的W,WSi2,Si单层膜和周期约为20 nm,Si膜层厚度与周期的比值为0.5的W/Si,WSi2/Si周期多层膜.利用台阶仪对镀膜前后基底表面的面形进行了测试,计算并比较了不同膜系的应力值.结果表明:W单层膜表现出较大的压应力,而W/Si周期膜则表现为张应力.WSi2单层...     

软X射线多层膜光栅的衍射特性

用X射线运动学理论对软X射线多层膜光栅的衍射特性进行了研究。发现其衍射规律与多层膜的布拉格衍射和普通光栅衍射有本质的区别,可将衍射能量集中于某一衍射级上,同时它又保持了多层膜的高反射率和光栅的高分辨本领等优良特性。     

多层膜闪耀光栅衍射的运动学研究

用 X射线运动学理论对软 X射线多层膜闪耀光栅的衍射特性进行了详细的研究 ,得到了衍射规律的一般表达式 ,讨论了产生衍射极大值的条件、光谱特性 ,不同于光栅和多层膜的色散特性。以及用作软 X射线单色器的一般性问题。发现只要选择合适的光栅参数 ,便可以将衍射光的大部分能量集中到某一个非零衍射级上。     

亚微米光栅周期的软X射线多层膜光栅的衍射效率研究

简要叙述软x射线多层膜位相光栅的理论设计、实验制备,详细给出了在北京同步辐射装置3B1束线上对多层膜位相光栅衍射效率的测试,以及对测试结果的分析,并与理论值进行了比较.关键词：     

Pd_2Si的生成对Pd/Si多层膜衍射性能的影响

本文研究了Pd_2Si的生成对周期性Pd/Si多层膜X射线衍射性能的影响。X射线衍射强度的测量数据表明Pd_2Si的生成对长周期多层膜的衍射强度影响不大,但对短周期多层膜衍射强度的影响较大。在引入折射率修正后,我们不仅用单个峰的位置计算了多层膜的周期,而且还用了以两个峰的位置联立消去折射率修正的方法计算了多层膜的周期,前者的误差大于后者。模拟计算的结果说明:均匀Pd_2Si层的生成不足以解释Pd/Si多层膜衍射强度随退火温度的变化,界面的平整化或粗糙化是影响衍射强度的另一个要素。