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中国仪器仪表学会科学技术奖获奖项目成果展示(一)

2022-06-21 170

中国仪器仪表学会科学技术奖自2001年3月经国家科技部批准设立后,历经20余年的成长,行业认可度和影响力不断提升,获奖项目涵盖制造业、能源、化工、国防、医疗、环保、航空航天等十几个领域,已成为我国仪器仪表领域的最高科学技术奖,经我会提名的成果屡获国家科技奖。

我会2022年度科技奖申报工作正在进行中,欢迎有关单位积极申报。

项目名称:大尺寸高效率极紫外与X射线薄膜器件技术及应用

获奖等级:2021年技术发明一等奖

主要完成单位:同济大学

主要完成人:王占山,黄秋实,张众,齐润泽,伊圣振,李文斌

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极紫外与X射线(XUV)光学技术对前沿科学问题解决、国防装备进步、高新技术产业发展有重大支撑作用。XUV薄膜器件是其光学系统的核心,膜厚仅为几纳米至不足1纳米。受纳米薄膜界面缺陷形成规律认识和制备技术的限制,XUV薄膜器件长期存在反射率低、器件尺寸小、衍射效率差三大问题,无法满足同步辐射光源和强场等离子体诊断等重大科学工程建设的需求,亟待创新。

项目组开展了大尺寸高效率XUV薄膜器件的精密表征方法和膜层界面缺陷形成规律的创新研究,发明了系列关键制备技术,显著提升了器件整体性能。主要发明点如下:

1. 创建了XUV薄膜器件界面缺陷的解耦精确表征方法,揭示了原子不均匀结晶、扩散混合和化合反应三大缺陷的形成规律,阐明了界面缺陷对膜层间折射率差异的影响,获得了其与反射率的构效关系。

2.发明了基于不同材料的原子级阻隔层和氩氮混合反应溅射的XUV薄膜器件界面缺陷调控技术,解决了膜层不均匀结晶、扩散混合和化合反应有效抑制的难题,显著提升了XUV薄膜器件的反射率。

3.发明了倾斜粒子调控和膜厚精确控制等大尺寸XUV薄膜生长技术,研制了镀膜设备,突破了大尺寸纳米薄膜生长中界面结构和膜层厚度的控制难题,实现了大尺寸高反射率多层膜制备。

4)发明了XUV纳米薄膜在微纳结构上的复形生长技术,解决了光栅基底上薄膜生长的界面不均匀扩散两维调控难题,实现了二维多层膜光栅的精确构筑,大幅提升了光栅器件的衍射效率。

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 该项目获授权发明专利16项,发表SCI论文72篇;研制的XUV薄膜器件在英国Diamond光源、德国BESSY-II光源、上海光源、北京光源、中国工程物理研究院等国内外科研院所获得成功应用;近三年,实现直接经济效益逾6千万元。中国仪器仪表学会组织专家组对本项目成果进行了鉴定,结论为:“本项成果整体性能达到国际先进水平,其中XUV薄膜反射率和多层膜光栅效率达到国际领先水平”。