薄膜厚度仅1微米中子探测器关键技能碳化硼薄膜在东莞研制成功

近日，南方财经全媒体从中国散裂中子源获悉，位于东莞松山湖的中国散裂中子源(CSNS)探测器团队利用自主研制的磁控溅射大面积镀硼专用装置，成功制备出知足中子探测器需求的高性能大面积碳化硼薄膜样品，单片面积达到1500mm500mm，薄膜厚度1微米，全尺寸范围内厚度均匀性优于1.32%，是目前国际上用于中子探测的最大面积的碳化硼薄膜。

图为中国散裂中子源团队研发的高性能大面积碳化硼薄膜样品（受访单位供图）

位于东莞松山湖科学城的中国散裂中子源被誉为不雅观察微不雅观天下的“超级显微镜”，而中子探测器就像这个大科学装置的“眼睛”，用来创造样品的微不雅观构造。

当前，基于硼转换的中子探测器因其精良的性能已成为国际上研究的热点，随着中国散裂中子源(CSNS)二期工程即将启动，拟建的中子谱仪对大面积、高效率、位置灵敏的新型中子探测器需求紧迫。

据理解，如何制备出高性能中子转换碳化硼薄膜是个中最核心的技能，目前也只有美国、欧洲等少数几个发达国家节制了该项技能。

2016年，在核探测与核电子学国家重点实验室的支持下，中国散裂中子源(CSNS)探测器团队与同济大学朱京涛教授互助，开始研制一台磁控溅射大面积镀硼专用装置，镀膜厚度范围为0.01~5微米，同时支持单、双面镀膜，支持射频和直流镀膜。

2021年6月，该装置通过了重点实验室验收并投入利用。

经由多年的技能攻关和工艺试制，该团队占领了溅射靶材制作、过渡层选择、基材表面处理等对镀膜质量影响大的关键技能，利用该装置制备了多种规格的碳化硼薄膜，并成功运用于中国散裂中子源多台中子谱仪上的陶瓷GEM中子探测器，实现了中子探测器关键技能和器件的国产化，为接下来研制更大面积的高性能新型中子探测器供应了强有力的技能支撑。

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