Fabrication and Characterization of Ni Thin Films Using Direct-Current Magnetron Sputtering

Ni films are deposited by using ultra high vacuum dc magnetron sputtering onto silicon substrates at room temperature, and the high-quality and high-density films are prepared. The parameters, such as thickness, density and surface roughness, are obtained by using small-angle x-ray diffraction (XRD) analyses with the Marquardt gradient-expansion algorithm. The deposition rate is calculated and the Ni single layer can be fabricated precisely. Based on the fitting results, we can find that the surface roughness of the Ni films is about 0.7nm, the densities of Ni films are around 97% and the deposition rate is 0.26nm/s. The roughness of the surface is also characterized by using an atomic force microscope (AFM). The changing trend of the surface roughness in the simulation of XRD is in good agreement with the AFM measurement.     

基于多层膜偏振元件的软X射线磁光Faraday偏转测量

在北京同步辐射装置(BSRF)的3W1B软X射线光束线上利用自行研制的同步辐射软X射线综合偏振测量装置对Ni的M_2,3边附近(60—70 eV)进行了软X射线磁光(magneto-optical)法拉第效应(Faraday effect)的偏转测量,实验装置主要由起偏器,检偏器,样品架,圆形钕铁硼永磁铁和MCP探测器组成,偏振元件(起偏元件和检偏元件)均采用反射式非周期性Mo/Si宽带多层膜.实验采用反射起偏和反射检偏的模式,得到一系列能量范围在60—70 eV间的法拉第偏转角结果, 关键词： 软X射线 磁光Faraday效应 综合偏振测量装置 宽带多层膜     

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...     

动力学晶格蒙特卡洛方法模拟Cu薄膜生长

利用动力学晶格蒙特卡洛方法模拟了Cu薄膜在Cu(100)面上的三维生长过程。模型中考虑了四个动力学过程:原子沉积、增原子迁移、双原子迁移和台阶边缘原子迁移,各动力学过程发生的概率由多体势函数确定。讨论了基底温度、沉积速率及原子覆盖率对Cu原子迁移、成核和表面岛生长等微观生长机制的影响;获得了Cu薄膜的表面形貌图并计算了表面粗糙度。模拟结果表明,随基底温度升高或沉积速率下降,岛的平均尺寸增大,数目减少,形状更加规则。低温时,Cu薄膜表现为分形的离散生长,高温时,Cu原子迁移能力增强形成密集的岛。Cu薄膜表面粗糙度随着基底温度的升高而迅速减小;当基底温度低于某一临界温度时,表面粗糙度随原子覆盖率或沉积速率的增大而增大;当基底温度超过临界温度时,表面粗糙度随原子覆盖率或沉积速率的变化很小,基本趋于稳定。     

多层膜劳厄透镜对8keV X射线的聚焦性能模拟研究

基于多层膜技术的劳厄(Laue)透镜能实现硬X射线纳米级聚焦,在X射线微纳分析领域具有重要的应用前景.基于衍射动力学理论,分析了X射线在多层膜劳厄透镜中的传播,计算了不同结构的多层膜劳厄透镜对8 keVX射线的聚焦性能.结果表明,最外层厚度为5 nm的倾斜多层膜劳厄透镜可获得5.7 nm的聚焦光斑和26%的平均衍射效率...     

组合刻蚀法制备窄带滤光片列阵

介绍了组合刻蚀法制备窄带滤光片列阵的基本原理和制备工艺,这是一种效率非常高的制备方法,只需N次刻蚀就可以完成2N通道窄带滤光片列阵的制备,而且可以用于制备不同波段窄带滤光片列阵。展示了可见-近红外波段32通道窄带滤光片列阵和中红外波段16通道窄带滤光片列阵的实验结果,其中32通道窄带滤光片列阵的带通峰位基本呈线性分布在774.7~814.2 nm之间,所有滤光片的半峰全宽都非常窄(δλ<1.5 nm),相应于δλ/λ<0.2%,半峰全宽最窄的滤光片达到0.8 nm,相应于δλ/λ<0.1%,其带通峰位λ=794.3 nm;各通道的带通透过率在21.2%~32.4%之间,大部分在30%左右。     

一种抑制二倍频半波孔现象的短波通设计方法

短波通滤色片是光学系统,尤其是激光系统中普遍使用的一种薄膜,它的基本结构为(0.5LH0.5L)N。但薄膜的非均质性会产生半波孔现象,从而影响滤色片的光学特性。利用导纳技术分析了折射率非均质性产生半波孔现象的原因:非均质性使常规膜系基本周期内导纳轨迹的终点偏离起点;这种偏离越大,半波孔现象就越严重。优化了常规膜系的基本周期结构,通过在高低折射率膜层之间引入导纳匹配层,使得改良后的基本周期导纳轨迹的终点与起点偏差大大减小,提高了半波处的透射率,从而提出了一种可以抑制由非均质性引起的半波孔现象的短波通设计方法,并依据实际制备工艺进行了误差分析。最终成功制备出了具有超宽透射带的短波通滤色片,实验和理论曲线具有很好的一致性。     

X射线天文望远镜的进展

综述了近年来X射线天文望远镜(如准直型望远镜、编码孔径望远镜、正入射周期多层膜望远镜、掠入射单层膜望远镜和掠入射非周期多层膜望远镜以及新型的“龙虾眼”型望远镜)的发展；阐述了各种X射线天文望远镜工作的原理和成像特点，指出各种X射线天文望远镜之间的性能是相互补充的；简要说明了国内近年来在X射线天文望远镜研究方面取得的进展，并展望了下一步工作．     

北京同步辐射装置3W1B软X射线光束线偏振特性测量

应用自行研制的Mo/Si周期多层膜作为起偏器和检偏器的光学元件, 测量了北京同步辐射装置3W1B束线的偏振状态. 通过数据分析, 得到了3W1B软X射线的有关偏振参数, 在86—89eV能区经过起偏器后的偏振度超过98%, 圆偏振分量介于1%—3%之间.     

Multilayers with high-reflectivity at 19.5 nm and low-reflectivity at 30.4 nm

The multilayer （ML） mirror with high-reflectivity （HR） at a specific emission line of 19.5 nm （Fe line） and low-reflectivity （LR） at 30.4 nm （He line） is needed to be designed and fabricated for observing the image of sun. Based on a variety of optimizations utilized different structures, the design is performed and the final results demonstrate that the reflectivity at 30.4 nm does not achieve minimum value when the reflectivity at 19.5 nm reaches the maximum value. The tradeoff should be done between the HR at 19.5 nm and LR at 30.4 nm. One optimized mirror is fabricated by direct current magnetron sputtering and characterized by grazing-incident X-ray diffraction （XRD） and synchrotron radiation （SR）. The experimental results demonstrate that the ML achieves the reflectivity of 33.3% at 19.5 nm and of 9.6× 10-4 at 30.4 nm at the incident angle of 13°.