Speaker
胜 郭
(中科院高能所)
Description
碳化硼作为3He替代的中子转换材料被广泛应用于新型气体探测器中，例如束流监测器、GEM探测器和Multi-Blade探测器等。本文研究了直流磁控溅射工艺下碳化硼薄膜的密度和粘附性优化方法，并通过X射线反射（XRR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）对薄膜密度、纯度和结构进行表征。结果表明，通过调节本底真空和溅射功率，使B4C薄膜的密度提升至2.23g/cm3。使用在线应力仪测试Cr/B4C薄膜应力，Cr层厚度为600nm时，微米级B4C薄膜总应力接近为0。通过打磨和预制缓冲层，使薄膜粘附性提升，经过4个月时间放置未出现脱落。利用自研磁控溅射镀膜设备，实现1500×500mm大面积B4C薄膜的制备，膜厚均匀性为±1.32%。利用束流监测器进行转换层效率测试，中子探测效率实验证明本底真空的提高能够有效提高碳化硼中子转换层的效率。该薄膜成功应用到中国散裂中子源GEM等多种气体中子探测器中，通过实验测试，中子探测性能与模拟结果基本一致。
