[發明專利]一種HfO2

在審

• 申請號: 202210433762.5
• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN114774881A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 潘孝軍;吳宏昌;孔祥東;李艷麗;張新月;王綱;靳夢靜;白兆文
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: C23C16/40
• 分類號: C23C16/40;C23C16/455;G02B5/08
• 代理公司: 北京元理果知識產權代理事務所(普通合伙) 11938
• 代理人: 饒小平

本發明提供一種HfO₂/Al₂O₃多層膜反射鏡及其制備方法，涉及X射線反射鏡領域領域。該方法包括：對基底進行預處理；利用原子層沉積法在基底上沉積HfO₂膜，并利用原子層沉積法在HfO₂膜上沉積Al₂O₃膜，HfO₂膜和Al₂O3膜形成雙層膜；在制得的雙層膜上重復周期性制備若干組雙層膜，得到HfO₂/Al₂O₃多層膜反射鏡。本發明首次提出將HfO₂作為吸收層材料，Al₂O₃作為間隔層材料，通過原子層沉積法制備得到的多層膜粗糙度小，達到1nm以下；均勻性高，通過測試不同位置的厚度，均勻性在3％以下；制備的多層膜反射鏡性能可靠、適用大規模推廣，其反射率在0.001以上。

技術領域

本發明涉及X射線反射鏡領域，具體涉及一種HfO₂/Al₂O₃多層膜反射鏡及其制備方法。

背景技術

由于絕大多數材料對X射線折射率的實部非常小，反射器只能在全反射模式下工作。多層膜反射鏡是一種具有周期結構的人造晶格，增加了多層反射鏡的掠入射角，由折射率高的吸收層和折射率低的間隔層周期性構成。為了獲得平行光束，需要根據拋物面多層膜反射鏡上的位置確定X射線的掠入射角，從而控制多層膜的重復周期。控制多層膜的重復周期，以在多層膜反射鏡的每個點處滿足不同的衍射條件。平行光束可以應用于各種領域，使用平行光束的可能測量技術和分析如下：擇優取向度分析、從X射線反射率測量或高分辨率搖擺曲線測量得到的薄膜厚度分析、倒數空間映射測量、搖擺曲線測量、通過SAXS測量、面內測量等進行顆粒/孔徑分布分析。

X射線多層膜反射鏡的設計就是選擇合適的間隔層和吸收層作為材料配對，并通過設計多層膜的周期厚度、周期數和兩種材料的配比使各個界面的反射光同相位，以達到獲得高反射率多層鏡的設計目的。一般吸收層可選擇的材料有Pt、Mo、Au、Ag、Cu、Cr、Ni、Ta等高吸收材料，間隔層可選擇的材料有C和B₄C等低吸收材料。目前，絕大多數的多層膜制備使用磁控濺射法制備，而磁控濺射法在面積較大的基底上沉積的話，其均勻性較差，粗糙度較大。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中的X射線多層膜反射鏡均勻性較差、粗糙度較大的缺陷，從而提供一種HfO₂/Al₂O₃多層膜反射鏡及其制備方法。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

第一方面，本發明提供一種HfO₂/Al₂O₃多層膜反射鏡的制備方法，包括以下步驟：

(1)對基底進行預處理；

(2)利用原子層沉積法在所述基底上沉積HfO₂膜，并利用原子層沉積法在所述HfO₂膜上沉積Al₂O₃膜，所述HfO₂膜和Al₂O₃膜形成雙層膜；

(3)在步驟(2)制得的雙層膜上重復周期性制備若干組雙層膜，每組雙層膜中的HfO₂膜相較于Al₂O₃膜位于更靠近所述基底的一側，得到所述HfO_a/Al₂O₃多層膜反射鏡。

進一步地，每組雙層膜中HfO₂膜和Al₂O₃膜的厚度均為1nm。