《能量連續可調的寬頻同步輻射軟X射線多層膜偏振器研究》是依託同濟大學，由朱京濤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：能量連續可調的寬頻同步輻射軟X射線多層膜偏振器研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：朱京濤
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
利用同步輻射軟X射線偏振光，通過測量材料（尤其是磁性和生物材料）對光強和偏振狀態的變化可以獲得材料的重要信息。如：100-600eV能段有C、N、O的K吸收邊；600-900eV能段有鐵、鈷、鎳等磁性材料的L吸收邊。這一工作的深入和發展開創了一些新的同步輻射實驗方法，如：軟X射線磁圓二色測量、軟X射線元素分辨法拉第效應和克爾效應測量等，為生物、醫學、信息、材料、物理與化學等學科提供了強有力的工具。因此，偏振測量成為越來越多同步輻射光源的研究熱點。北京同步輻射已建立了極紫外與軟X射線偏振測量裝置，上海光源也正在預研更高能段的偏振裝置。為提高測量效率，急需研製寬頻偏振光學元件。本項目採用橫向梯度周期多層膜方法，實現100-1000eV工作能量連續可調的寬頻偏振元件，研究梯度多層膜偏振元件設計、製作和檢測方法，為我國同步輻射偏振測量裝置及其套用研究提供技術支撐。
結題摘要
偏振特性是同步輻射光源的優異特性之一，利用同步輻射軟X射線偏振光，通過測量材料（尤其是磁性和生物材料）對光強和偏振狀態的變化可以獲得材料的重要信息，在物理、材料、信息、生物科學及計量科學等領域套用廣泛。軟X射線能段覆蓋3d過渡族金屬大量M吸收邊吸收邊，100-600eV能段有C、N、O的K吸收邊；600-900eV 能段有鐵、鈷、鎳等磁性材料的L吸收邊。本項目根據我國同步輻射光源的套用需求，針對100-1000eV北京同步輻射3W1B光束線測試所需的寬頻偏振光學元件，研究工作能量波段可調的橫向梯度周期多層膜。本項目設計了不同工作能量範圍的Mo/Si、Mo/Y、Mo/B4C、Cr/C、Cr/Sc,、W/B4C，WSi2/Si等膜繫結構，研究多層膜的應力性能，改善製備工藝，最佳化成膜質量，使用直流磁控濺射技術藉助掩膜板和掠靶調速相結合的方法，控制膜層厚度橫向梯度變化，製備了Mo/Si，Mo/Y，Mo/B4C，Cr/C，Cr/Ti，W/Si，W/B4C，WSi2/Si等一系列橫向梯度多層膜，並使用掠入射X射線反射（GIXRR）對多層膜的周期厚度以及成膜質量進行了表征。分別在北京同步輻射光源以及合肥國家同步輻射實驗室對Mo/Si、Mo/Y、Mo/B4C等梯度多層膜進行了光學性能測試；在英國的Diamond光源對Mo/Si，W/B4C，WSi2/Si等梯度多層膜進行了偏振性能測試，能量回響範圍50eV-1000eV，覆蓋極紫外和軟X射線能段。測試結果表明，梯度多層膜的最小梯度達到了0.01nm/mm，梯度範圍為0.1-0.01nm/mm，平均偏振度99.5%。另外，本項目進一步拓展研究了二維梯度多層膜的設計與製備工藝，為未來梯度多層膜在同步輻射測試、電漿診斷研究中套用提供了技術支持。
