高性能大面積碳化硼薄膜在中國散裂中子源研制成功

2023-10-17 09:12　來源：科技日報(bào) 責(zé)任編輯：徐明霞

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摘要：據(jù)了解，經(jīng)過多年的技術(shù)攻關(guān)和工藝試制，團(tuán)隊(duì)利用該裝置制備了多種規(guī)格的碳化硼薄膜，并成功應(yīng)用于CSNS多臺(tái)中子譜儀上的陶瓷GEM中子探測器，實(shí)現(xiàn)了中子探測器關(guān)鍵技術(shù)和器件的國產(chǎn)化，為接下來研制更大面積的高性能新型中子探測器提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

科技日報(bào)東莞10月16日電（記者龍躍梅通訊員張瑋）記者16日從中國散裂中子源（CSNS）獲悉，CSNS探測器團(tuán)隊(duì)利用自主研制的磁控濺射大面積鍍硼專用裝置，近日成功制備出滿足中子探測器需求的高性能大面積碳化硼薄膜樣品，單片面積達(dá)到1500毫米×500毫米，薄膜厚度1微米，全尺寸范圍內(nèi)厚度均勻性優(yōu)于±1.32%，是目前國際上用于中子探測的最大面積的碳化硼薄膜。

基于硼轉(zhuǎn)換的中子探測器因其優(yōu)異的性能已成為當(dāng)前國際上研究的熱點(diǎn)，隨著CSNS二期工程即將啟動(dòng)，擬建的中子譜儀對大面積、高效率、位置靈敏的新型中子探測器需求緊迫。如何制備出高性能中子轉(zhuǎn)換碳化硼薄膜是其中最核心的技術(shù)，目前也只有美國、歐洲等少數(shù)幾個(gè)發(fā)達(dá)國家掌握了該項(xiàng)技術(shù)。2016年，在核探測與核電子學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支持下，CSNS探測器團(tuán)隊(duì)與同濟(jì)大學(xué)朱京濤教授合作，開始研制一臺(tái)磁控濺射大面積鍍硼專用裝置，鍍膜厚度范圍為0.01—5微米，同時(shí)支持單、雙面鍍膜，支持射頻和直流鍍膜。2021年6月，該裝置通過驗(yàn)收并投入使用。

據(jù)了解，經(jīng)過多年的技術(shù)攻關(guān)和工藝試制，團(tuán)隊(duì)利用該裝置制備了多種規(guī)格的碳化硼薄膜，并成功應(yīng)用于CSNS多臺(tái)中子譜儀上的陶瓷GEM中子探測器，實(shí)現(xiàn)了中子探測器關(guān)鍵技術(shù)和器件的國產(chǎn)化，為接下來研制更大面積的高性能新型中子探測器提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

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