一种梯度多层膜及其制备方法、表征方法技术

本发明专利技术公开了一种梯度多层膜及其制备方法、表征方法。本发明专利技术的制备方法为：1)在第一粒子源前方放置第一掩膜板，在第二粒子源前方放置第二掩膜板；2)测量的粒子束分布矩阵f和多层膜中心的膜层生长速率R；3)根据R、f建立多层膜中的每一层膜沿基底长度方向的标准厚度t满足的微分沉积理论关系式t(x

【技术实现步骤摘要】
一种梯度多层膜及其制备方法、表征方法


[0001]本专利技术属于X射线衍射、磁控溅射、掩模技术、遗传算法等领域，涉及一种应用在X射线布拉格衍射元件，具体涉及一种梯度多层膜及其制备方法、表征方法。

技术介绍

[0002]X射线被称为十九世纪三大物理学发现之一，它的问世使物理、化学、生命科学、材料科学等领域发生了蓬勃的发展甚至革命性的变革。具备强大穿透能力的硬X射线可以在三维空间尺度上研究材料内部的结构以及动态变化。所有X射线光源都具有一些角度发散，无论是同步辐射、X光机抑或是韧致辐射。因此，X射线从光源发出后要经过一系列的光学元件对光进行调制来满足不同实验的需求，比如：反射镜、准直镜和聚焦镜。在发散角调制上，与全反射元件相比多层膜的布拉格角比全反射角要大1～10倍，因此多层膜反射镜的镜长要比全反射镜小很多，提高了同步辐射光源的姿态调节稳定性，增加了X光机的集成度和便携度。而梯度多层膜可以接收比平板多层膜以及全反射单层膜更大的发散角，能实现高通量和高增益。多层膜可以理解为是一种一维构造晶体，可以实现平面、椭圆柱面、抛物柱面等各种面型的加工，可以满足本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种梯度多层膜，其特征在于，包括基底和多层膜；所述多层膜中的每一层膜由高低折射率材料交替镀制而成，所述基底上的每一层膜沿基底长度方向的厚度t周期性变化且满足布拉格衍射方程2tsinθ＝mλ,m＝1,2,3...，θ为入射光的掠入射角，λ为入射光的波长，m为布拉格衍射的级次。2.一种梯度多层膜的制备方法，其步骤包括：1)在第一粒子源前方放置第一掩膜板，在第二粒子源前方放置第二掩膜板；所述第一掩膜板、第二掩膜板结构相同，且与对应的粒子源距离相同；所述第一掩膜板、第二掩膜板上设有矩形孔，用于粒子源发射的粒子经矩形孔入射沉积到所述基底上；其中，多层膜中的高折射率材料为第一粒子源发射的粒子，多层膜中的低折射率材料为第二粒子源发射的粒子；2)将所述基底以设定距离交替保持在第一掩膜板、第二掩膜板前方设定时间，测量基底运动方向不同位置的反射率曲线，并提取每条曲线布拉格衍射峰的峰值角度，根据所述布拉格衍射方程计算出基底不同位置的周期厚度分布函数f；3)将所述基底以设定距离交替保持在第一掩膜板、第二掩膜板前方沿基底长边方向以恒定速度移动，且运动区间相同；测量基底中心位置的反射率曲线，提取布拉格衍射峰的峰值角度，根据所述布拉格衍射方程计算出多层膜中心的膜层生长速率R；4)根据测定的R、f建立多层膜中的每一层膜沿基底长度方向的标准厚度t满足的微分沉积理论关系式其中，v是基底沿基底长边方向的移动速度，以粒子源为中心基底沿两个方向往返运动，x
m
为基底在运动行程范围(
‑
L，L)内的坐标点；以基底的长边中心为原点，采用x
s
表示基底长度范围内基底上的坐标点；5)采用遗传算法优化微分沉积理论关系式中的速率分布曲线，得到优化后的v(x
m
)；6)利用磁控溅射法在基底上制备多层膜；其中在每一层膜制备过程中，所述基底以设定距离交替保持在第一掩膜板、第二掩膜板前方设定时间，并沿基底长边方向以优化所得速度v(x
m
)在以粒子源为中心(
‑
L，L)范围内往返运动，第一、二粒子源发射的粒子经矩形孔入射沉...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳帅鹏，颜如玉，常广才，李明，刘鹏，侯庆艳，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：