一种中子敏感复合膜及其制备方法、中子敏感微通道板技术

本申请提供一种中子敏感复合膜及其制备方法、中子敏感微通道板，属于电子器件技术领域。中子敏感复合膜包括交替层叠布置的中子敏感层和金属单质层。中子敏感层的材质包括BN或

【技术实现步骤摘要】
一种中子敏感复合膜及其制备方法、中子敏感微通道板


[0001]本申请涉及电子器件
，具体而言，涉及一种中子敏感复合膜及其制备方法、中子敏感微通道板。

技术介绍

[0002]微通道板(Microchannel Plate，MCP)是一种大面阵的高空间分辨的电子倍增探测器，并具备非常高的时间分辨率。微通道板主要用作高性能夜视像增强器，并广泛应用于各科研领域。微通道板以玻璃薄片为基地，在基片上以数微米到十几微米的空间周期以六角形周期排布孔径比空间周期略小的微孔。一块MCP上约有上百万微通道，二次电子可以通道壁上碰撞倍增放大，工作原理与光电倍增管相似。
[0003]微通道板作为倍增器件，为了使其增益达到要求，通常会在两端加载700V到1000V之间的恒定电压。综合考虑微通道板的工作原理、环境因素和器件性能等因素，因此限定微通道板的工作电流在1μA到10μA。传统微通道板是利用氢还原工艺在其表面制备金属单质层使其具有导电性。经过氢还原工艺，微通道板内壁将吸附残余气体分子。当微通道内壁受到入射电子的撞击，残余气体分子电离成正电子离子，正电离子与入射电子反向运动，从通道内逸出撞击光阴极，损害光阴极的使用寿命，还会产生离子噪声。
[0004]普通的微通道不含有对中子灵敏的核素，不具备对中子的探测能力。为了将微通道高增益、高分辨等优势引入到中子成像探测领域，通常在微通道基板玻璃材料中掺杂中子灵敏核素如
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B、
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Gd、
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Gd，使微通道板对中子敏感，并沿用微通道板的制作工艺，可以实现微通道板对中子的敏感。目前制作微通道板普遍采用铅硅酸盐玻璃和可溶玻璃材料，利用熔合纤维、酸蚀除芯的工艺形成微孔阵列。受限于酸溶工艺，基板中中子敏感核素的含量不能进一步增加。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种中子敏感复合膜及其制备方法、中子敏感微通道板，其能够提供一种具有中子探测能力的复合膜，并应用于微通道板使微通道板具有中子探测能力。
[0006]本申请的实施例是这样实现的：
[0007]在第一方面，本申请示例提供了一种中子敏感复合膜，其包括交替层叠布置的中子敏感层和金属单质层。
[0008]中子敏感层的材质包括BN或
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BN。
[0009]在上述技术方案中，本申请提供的中子敏感复合膜能够用于中子探测，交替层叠布置的中子敏感层和金属单质层能够优化中子敏感复合膜的中子探测能力，且金属单质层使中子敏感复合膜具有导电性。
[0010]结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述金属单质层的材质包括W金属或Mo金属。
[0011]结合第一方面，在本申请的第一方面的第二种可能的示例中，上述中子敏感复合
膜的厚度为0.02～2.5μm。
[0012]可选地，中子敏感层的层数为10～1250，金属单质层的层数为10～1250。
[0013]在第二方面，本申请示例提供一种上述的中子敏感复合膜的制备方法，其包括：在基板上交替沉积中子敏感层和金属单质层，以形成中子敏感复合膜。
[0014]可选地，金属单质层的材质包括W金属或Mo金属。
[0015]在上述技术方案中，本申请通过沉积法在基板表面获得表面致密，厚度均匀的中子敏感复合膜，提升中子敏感复合膜的中子探测效率。并且可以精确控制中子敏感复合膜中的中子敏感层和金属单质层的厚度，以及精确控制整个中子敏感复合膜的厚度，从而设计得到具有预设电阻的中子敏感复合膜，适应于批量生产。
[0016]结合第二方面，在本申请的第二方面的第一种可能的示例中，上述基板设置于沉积室中，形成每一层中子敏感层的方法包括：依次向沉积室中通入第一中子敏感层前驱体、惰性气体、第二中子敏感层前驱体和惰性气体，并重复2～900次。
[0017]在上述示例中，先向沉积室中通入第一中子敏感层前驱体，然后用惰性气体吹扫沉积室，将沉积室中多余的第一中子敏感层前驱体吹扫干净。再向沉积室中通入第二中子敏感层前驱体，第二中子敏感层前驱体与第一中子敏感层前驱体反应，然后再用惰性气体吹扫沉积室，将沉积室中多余的第二中子敏感层前驱体吹扫干净。重复上述操作，得到一定厚度的中子敏感层。
[0018]结合第二方面，在本申请的第二方面的第二种可能的示例中，上述第一中子敏感层前驱体包括液态BBr3或
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BBr3，第二中子敏感层前驱体包括气态NH3。
[0019]在上述示例中，BBr3可以和NH3反应制得BN薄膜；
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BBr3可以和NH3反应制得
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BN薄膜。
[0020]结合第二方面，在本申请的第二方面的第三种可能的示例中，上述形成每一层金属单质层的方法包括：依次向沉积室中通入第一金属单质层前驱体、惰性气体、第二金属单质层前驱体和惰性气体，并重复1～30次。
[0021]在上述示例中，先向沉积室中通入第一金属单质层前驱体，然后用惰性气体吹扫沉积室，将沉积室中多余的第一金属单质层前驱体吹扫干净。再向沉积室中通入第二金属单质层前驱体，第二金属单质层前驱体与第一金属单质层前驱体反应，然后再用惰性气体吹扫沉积室，将沉积室中多余的第二金属单质层前驱体吹扫干净。重复上述操作，得到一定厚度的金属单质层。
[0022]结合第二方面，在本申请的第二方面的第四种可能的示例中，上述第一金属单质层前驱体包括气态WF6或MoF6，第二金属单质层前驱体包括气态Si2H6。
[0023]在上述示例中，WF6可以被Si2H6还原成W单质，形成W薄膜；MoF6可以被Si2H6还原成Mo单质，形成Mo薄膜。
[0024]结合第二方面，在本申请的第二方面的第五种可能的示例中，上述在基板上交替沉积中子敏感层和金属单质层前，对沉积室抽真空，并将沉积室和基板加热至200～800℃。
[0025]在第三方面，本申请示例提供一种中子敏感微通道板，其包括微通道板和上述的中子敏感复合膜，中子敏感复合膜设置于微通道板的内壁。
[0026]在上述技术方案中，本申请的中子敏感微通道板具有较好的中子探测能力，并具有较高的中子探测效率，噪声较低。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0028]图1为本申请实施例的第一种中子敏感复合膜的截面图；
[0029]图2为本申请实施例的第二种中子敏感复合膜的截面图；
[0030]图3为本申请实施例的第三种中子敏感复合膜的截面图。
[0031]图标：10
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中子敏感复合膜；110
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中子敏感层；120
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金属单质层。
具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中子敏感复合膜，其特征在于，所述中子敏感复合膜包括交替层叠布置的中子敏感层和金属单质层；所述中子敏感层的材质包括BN或
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BN。2.根据权利要求1所述的中子敏感复合膜，其特征在于，所述金属单质层的材质包括W金属或Mo金属。3.根据权利要求1或2所述的中子敏感复合膜，其特征在于，所述中子敏感复合膜的厚度为0.02～2.5μm；可选地，所述中子敏感层的层数为10～1250，所述金属单质层的层数为10～1250。4.一种权利要求1～3任一项所述的中子敏感复合膜的制备方法，其特征在于，所述中子敏感复合膜的制备方法包括：在基板上交替沉积所述中子敏感层和所述金属单质层，以形成所述中子敏感复合膜；可选地，所述金属单质层的材质包括W金属或Mo金属。5.根据权利要求4所述中子敏感复合膜的制备方法，其特征在于，所述基板设置于沉积室中，形成每一层所述中子敏感层的方法包括：依次向所述沉积室中通入第一中子敏感层前驱体、惰性气体、第二中子敏感层前驱体和惰性气体，并重复2～900...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵卫，孙蒙雅，朱香平，韦永林，
申请(专利权)人：松山湖材料实验室，
类型：发明
国别省市：