新華社廣州10月17日電（記者 田建川）記者從中國科學(xué)院高能物理研究所東莞研究部獲悉，近日，中國散裂中子源探測器團隊成功制備出高性能大面積碳化硼薄膜，實(shí)現了中子探測器關(guān)鍵技術(shù)和器件的國產(chǎn)化。
中國散裂中子源是位于廣東省東莞市境內的大科學(xué)裝置，被譽(yù)為觀(guān)察微觀(guān)世界的“超級顯微鏡”，能在不對物質(zhì)造成破壞的前提下“看穿”材料的微觀(guān)結構，中子探測器就是這個(gè)大科學(xué)裝置的“眼睛”。
據了解，此次制備出的碳化硼薄膜樣品單片面積達到1500毫米×500毫米，薄膜厚度1微米，全尺寸范圍內厚度均勻性?xún)?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。該樣品由我國自主研制的磁控濺射大面積鍍硼專(zhuān)用裝置制備。
基于硼轉換的中子探測器因其優(yōu)異的性能已成為當前國際上研究的熱點(diǎn)，隨著(zhù)中國散裂中子源二期工程即將啟動(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。制備出高性能中子轉換碳化硼薄膜是其中最核心的技術(shù)，目前只有美國和歐洲少數幾個(gè)發(fā)達國家掌握了該項技術(shù)。
2016年，在核探測與核電子學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室的支持下，中國散裂中子源探測器團隊與同濟大學(xué)教授朱京濤合作，開(kāi)始研制一臺磁控濺射大面積鍍硼專(zhuān)用裝置，鍍膜厚度范圍為0.01微米至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(guò)了重點(diǎn)實(shí)驗室驗收并投入使用。
經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)攻關(guān)和工藝試制，中國散裂中子源探測器團隊攻克了濺射靶材制作、過(guò)渡層選擇、基材表面處理等對鍍膜質(zhì)量影響大的關(guān)鍵技術(shù)，利用該鍍硼專(zhuān)用裝置制備了多種規格的碳化硼薄膜，并成功應用于中國散裂中子源多臺中子譜儀上的陶瓷GEM（氣體電子倍增器）中子探測器，實(shí)現了中子探測器關(guān)鍵技術(shù)和器件的國產(chǎn)化，為接下來(lái)研制更大面積的高性能新型中子探測器提供了強有力的技術(shù)支撐。
(責任編輯：陳冬梅)
