CN114613658A - 一种中子敏感复合膜及其制备方法、中子敏感微通道板 - Google Patents

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CN114613658A
CN114613658A CN202011416105.7A CN202011416105A CN114613658A CN 114613658 A CN114613658 A CN 114613658A CN 202011416105 A CN202011416105 A CN 202011416105A CN 114613658 A CN114613658 A CN 114613658A
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赵卫
孙蒙雅
朱香平
韦永林
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XiAn Institute of Optics and Precision Mechanics of CAS
Songshan Lake Materials Laboratory
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Songshan Lake Materials Laboratory
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Abstract

本申请提供一种中子敏感复合膜及其制备方法、中子敏感微通道板，属于电子器件技术领域。中子敏感复合膜包括交替层叠布置的中子敏感层和金属单质层。中子敏感层的材质包括BN或10BN。交替层叠布置的中子敏感层和金属单质层能够优化中子敏感复合膜的中子探测能力，且金属单质层使中子敏感复合膜具有导电性。利用原子层沉积法在微通道板内壁制备得到表面致密且厚度均匀的中子敏感复合膜，使微通道板获得较好的中子探测能力，提升中子敏感复合膜的中子探测效率。同时，通过调控原子层沉积的重复次数，可以精确控制每一层中子敏感层和金属单质层的厚度，以及精确控制整个中子敏感复合膜的厚度，从而设计得到具有预设电阻的中子敏感复合膜。

Description

一种中子敏感复合膜及其制备方法、中子敏感微通道板
技术领域
本申请涉及电子器件技术领域，具体而言，涉及一种中子敏感复合膜及其制备方法、中子敏感微通道板。
背景技术
微通道板(Microchannel Plate，MCP)是一种大面阵的高空间分辨的电子倍增探测器，并具备非常高的时间分辨率。微通道板主要用作高性能夜视像增强器，并广泛应用于各科研领域。微通道板以玻璃薄片为基地，在基片上以数微米到十几微米的空间周期以六角形周期排布孔径比空间周期略小的微孔。一块MCP上约有上百万微通道，二次电子可以通道壁上碰撞倍增放大，工作原理与光电倍增管相似。
微通道板作为倍增器件，为了使其增益达到要求，通常会在两端加载700V到1000V之间的恒定电压。综合考虑微通道板的工作原理、环境因素和器件性能等因素，因此限定微通道板的工作电流在1μA到10μA。传统微通道板是利用氢还原工艺在其表面制备金属单质层使其具有导电性。经过氢还原工艺，微通道板内壁将吸附残余气体分子。当微通道内壁受到入射电子的撞击，残余气体分子电离成正电子离子，正电离子与入射电子反向运动，从通道内逸出撞击光阴极，损害光阴极的使用寿命，还会产生离子噪声。
普通的微通道不含有对中子灵敏的核素，不具备对中子的探测能力。为了将微通道高增益、高分辨等优势引入到中子成像探测领域，通常在微通道基板玻璃材料中掺杂中子灵敏核素如10B、155Gd、157Gd，使微通道板对中子敏感，并沿用微通道板的制作工艺，可以实现微通道板对中子的敏感。目前制作微通道板普遍采用铅硅酸盐玻璃和可溶玻璃材料，利用熔合纤维、酸蚀除芯的工艺形成微孔阵列。受限于酸溶工艺，基板中中子敏感核素的含量不能进一步增加。
发明内容
本申请提供了一种中子敏感复合膜及其制备方法、中子敏感微通道板，其能够提供一种具有中子探测能力的复合膜，并应用于微通道板使微通道板具有中子探测能力。
本申请的实施例是这样实现的：
在第一方面，本申请示例提供了一种中子敏感复合膜，其包括交替层叠布置的中子敏感层和金属单质层。
中子敏感层的材质包括BN或10BN。
在上述技术方案中，本申请提供的中子敏感复合膜能够用于中子探测，交替层叠布置的中子敏感层和金属单质层能够优化中子敏感复合膜的中子探测能力，且金属单质层使中子敏感复合膜具有导电性。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述金属单质层的材质包括W金属或Mo金属。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第二种可能的示例中，上述中子敏感复合膜的厚度为0.02～2.5μm。
可选地，中子敏感层的层数为10～1250，金属单质层的层数为10～1250。
在第二方面，本申请示例提供一种上述的中子敏感复合膜的制备方法，其包括：在基板上交替沉积中子敏感层和金属单质层，以形成中子敏感复合膜。
可选地，金属单质层的材质包括W金属或Mo金属。
在上述技术方案中，本申请通过沉积法在基板表面获得表面致密，厚度均匀的中子敏感复合膜，提升中子敏感复合膜的中子探测效率。并且可以精确控制中子敏感复合膜中的中子敏感层和金属单质层的厚度，以及精确控制整个中子敏感复合膜的厚度，从而设计得到具有预设电阻的中子敏感复合膜，适应于批量生产。
结合第二方面，在本申请的第二方面的第一种可能的示例中，上述基板设置于沉积室中，形成每一层中子敏感层的方法包括：依次向沉积室中通入第一中子敏感层前驱体、惰性气体、第二中子敏感层前驱体和惰性气体，并重复2～900次。
在上述示例中，先向沉积室中通入第一中子敏感层前驱体，然后用惰性气体吹扫沉积室，将沉积室中多余的第一中子敏感层前驱体吹扫干净。再向沉积室中通入第二中子敏感层前驱体，第二中子敏感层前驱体与第一中子敏感层前驱体反应，然后再用惰性气体吹扫沉积室，将沉积室中多余的第二中子敏感层前驱体吹扫干净。重复上述操作，得到一定厚度的中子敏感层。
结合第二方面，在本申请的第二方面的第二种可能的示例中，上述第一中子敏感层前驱体包括液态BBr3或10BBr3，第二中子敏感层前驱体包括气态NH3。
在上述示例中，BBr3可以和NH3反应制得BN薄膜；10BBr3可以和NH3反应制得10BN薄膜。
结合第二方面，在本申请的第二方面的第三种可能的示例中，上述形成每一层金属单质层的方法包括：依次向沉积室中通入第一金属单质层前驱体、惰性气体、第二金属单质层前驱体和惰性气体，并重复1～30次。
在上述示例中，先向沉积室中通入第一金属单质层前驱体，然后用惰性气体吹扫沉积室，将沉积室中多余的第一金属单质层前驱体吹扫干净。再向沉积室中通入第二金属单质层前驱体，第二金属单质层前驱体与第一金属单质层前驱体反应，然后再用惰性气体吹扫沉积室，将沉积室中多余的第二金属单质层前驱体吹扫干净。重复上述操作，得到一定厚度的金属单质层。
结合第二方面，在本申请的第二方面的第四种可能的示例中，上述第一金属单质层前驱体包括气态WF6或MoF6，第二金属单质层前驱体包括气态Si2H6。
在上述示例中，WF6可以被Si2H6还原成W单质，形成W薄膜；MoF6可以被Si2H6还原成Mo单质，形成Mo薄膜。
结合第二方面，在本申请的第二方面的第五种可能的示例中，上述在基板上交替沉积中子敏感层和金属单质层前，对沉积室抽真空，并将沉积室和基板加热至200～800℃。
在第三方面，本申请示例提供一种中子敏感微通道板，其包括微通道板和上述的中子敏感复合膜，中子敏感复合膜设置于微通道板的内壁。
在上述技术方案中，本申请的中子敏感微通道板具有较好的中子探测能力，并具有较高的中子探测效率，噪声较低。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例的第一种中子敏感复合膜的截面图；
图2为本申请实施例的第二种中子敏感复合膜的截面图；
图3为本申请实施例的第三种中子敏感复合膜的截面图。
图标：10-中子敏感复合膜；110-中子敏感层；120-金属单质层。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
发明人发现在玻璃中掺杂中子敏感核素，熔制工艺复杂，制备难度高。在玻璃中引入中子敏感核素，将使玻璃的物理化学性能发生变化，如软化温度、粘度、热膨胀系数变化等，从而使得微通道基板制备工艺参数发生变化，增加微通道板的制备难度。此外，过量引入中子敏感核素，还将可能使得玻璃不能成型。
以下针对本申请实施例的一种中子敏感复合膜及其制备方法、中子敏感微通道板进行具体说明：
请参阅图1，本申请提供一种中子敏感复合膜10，其包括交替层叠布置的中子敏感层110和金属单质层120。
中子敏感层110的材质包括BN或10BN，金属单质层120的材质包括W金属或Mo金属。
中子敏感层110能够使中子敏感复合膜10对中子敏感，使其能够用于中子探测。金属单质层120能够用于中子敏感复合膜10的导电性，并且通过调整金属单质层120的厚度设计得到预设电阻的中子敏感复合膜10。
需要说明的是，本申请的中子敏感复合膜10包括多层交替层叠布置的中子敏感层110和金属单质层120。请参阅图1，在中子敏感复合膜10的厚度方向的两端可以全部是中子敏感层110，即中子敏感复合膜10在厚度方向上的结构是中子敏感层110-(金属单质层120-中子敏感层110-金属单质层120)n-中子敏感层110。请参阅图2，在中子敏感复合膜10的厚度方向的两端可以全部是金属单质层120，即中子敏感复合膜10在厚度方向上的结构是金属单质层120-(中子敏感层110-金属单质层120-中子敏感层110)n-金属单质层120。请参阅图3，在中子敏感复合膜10的厚度方向的两端可以一个是金属单质层120，一个是中子敏感层110，即中子敏感复合膜10在厚度方向上的结构是金属单质层120-(中子敏感层110-金属单质层120)n-中子敏感层110。
可选地，中子敏感层110的层数为10～1250，金属单质层120的层数为10～1250。
可选地，中子敏感复合膜10的厚度为0.02～2.5μm。
本申请还提供一种中子敏感复合膜的制备方法，其包括：在基板上交替沉积中子敏感层和金属单质层，以形成中子敏感复合膜。
通过沉积法能够在基板表面获得表面致密，厚度均匀的中子敏感复合膜，提升中子敏感复合膜的中子探测效率。并且可以精确控制中子敏感复合膜中的中子敏感层和金属单质层的厚度，以及精确控制整个中子敏感复合膜的厚度，设计得到预设电阻的中子敏感复合膜。
可选地，沉积法包括原子层沉积法。
可选地，基板包括微通道板。
沉积前，先将基板进行清洁处理，然后将清洁后的基板放置于原子层沉积设备中的沉积室中，对沉积室抽真空，并将沉积室和其中的基板加热至200～800℃。
可选地，对沉积室抽真空至10-1～10-5Pa。
可选地，将沉积室和其中的基板加热至300～750℃。
可选地，将沉积室和其中的基板加热至350～450℃。
形成每一层中子敏感层的方法包括：依次向沉积室中通入第一中子敏感层前驱体、惰性气体、第二中子敏感层前驱体和惰性气体，并重复2～900次。
中子薄膜的一个生长周期包括以下步骤：先向沉积室中通入第一中子敏感层前驱体，通入时间为0.05～0.15s，待基板吸附第一中子敏感层前驱体1～3s后，通入惰性气体吹扫沉积室中多余的第一中子敏感层前驱体，惰性气体的吹扫时间为3～10s。再向沉积室中通入第二中子敏感层前驱体，通入时间为1～3s，待基板吸附第二中子敏感层前驱体3～5s后，通入惰性气体吹扫沉积室中多余的第二中子敏感层前驱体，惰性气体的吹扫时间为3～10s。
可选地，第一中子敏感层前驱体包括液态BBr3或10BBr3。
可选地，通入第一中子敏感层前驱体时，采用惰性气体作为载气，载气将第一中子敏感层前驱体的蒸汽送入沉积室中。
可选地，第二中子敏感层前驱体包括气态NH3。
可选地，通入第二中子敏感层前驱体时采用惰性气体作为载气。
BBr3可以和NH3反应制得BN薄膜；10BBr3可以和NH3反应制得10BN薄膜。
可选地，惰性气体包括氩气和/或氮气。
在本申请的一种实施方式中，惰性气体可以是单独的氩气。在本申请改的其他一些实施方式中，惰性气体还可以是单独的氮气，或还可以是混合的氮气和氩气。
可选地，向沉积室中通入第一中子敏感层前驱体的通入时间为0.1s。
可选地，向沉积室中通入的第一中子敏感层前驱体的载气的流量为10sccm。
可选地，基板吸附第一中子敏感层前驱体的时间为2s。
可选地，惰性气体吹扫多余的第一中子敏感层前驱体的吹扫时间为5s。
可选地，向沉积室中通入的惰性气体的流量为30sccm。
可选地，向沉积室中通入第二中子敏感层前驱体的通入时间为1s。
可选地，向沉积室中通入的第二中子敏感层前驱体的流量为3sccm。
可选地，向沉积室中通入的第二中子敏感层前驱体的载气的流量为10sccm。
可选地，基板吸附第二中子敏感层前驱体的时间为2s。
可选地，惰性气体吹扫多余的第二中子敏感层前驱体的吹扫时间为5s。
形成每一层金属单质层的方法包括：依次向沉积室中通入第一金属单质层前驱体、惰性气体、第二金属单质层前驱体和惰性气体，并重复1～30次。
金属单质薄膜的一个生长周期包括以下步骤：先向沉积室中通入第一金属单质层前驱体，通入时间为0.5～1.5s，待基板吸附第一金属单质层前驱体1～3s后，通入惰性气体吹扫沉积室中多余的第一金属单质层前驱体，惰性气体的吹扫时间为3～10s。再向沉积室中通入第二金属单质层前驱体，通入时间为0.5～1.5s，待基板吸附第二金属单质层前驱体1～3s后，通入惰性气体吹扫沉积室中多余的第二金属单质层前驱体，惰性气体的吹扫时间为3～10s。
可选地，第一金属单质层前驱体包括气态WF6或MoF6。
可选地，通入第一金属单质层前驱体时采用惰性气体作为载气。
可选地，第二金属单质层前驱体包括Si2H6。
可选地，通入第二金属单质层前驱体时采用惰性气体作为载气。
WF6可以被Si2H6还原成W单质，形成W薄膜；MoF6可以被Si2H6还原成Mo单质，形成Mo薄膜，反应式如下：
WF6(g)+Si2H6→W(s)+2SiF3H(g)+2H2(g)
MoF6(g)+Si2H6→Mo(s)+2SiF3H(g)+2H2(g)
可选地，向沉积室中通入第一金属单质层前驱体的通入时间为1s。
可选地，向沉积室中通入的第一金属单质层前驱体的流量为2sccm。
可选地，向沉积室中通入的第一金属单质层前驱体的载气的流量为10sccm。
可选地，基板吸附第一金属单质层前驱体的时间为2s。
可选地，惰性气体吹扫多余的第一金属单质层前驱体的吹扫时间为5s。
可选地，向沉积室中通入第二金属单质层前驱体的通入时间为1s。
可选地，向沉积室中通入的第二金属单质层前驱体的流量为3sccm。
可选地，向沉积室中通入的第二金属单质层前驱体的载气的流量为10sccm。
可选地，基板吸附第二金属单质层前驱体的时间为2s。
可选地，惰性气体吹扫多余的第二金属单质层前驱体的吹扫时间为5s。
本申请还提供一种中子敏感微通道板，其包括微通道板和上述的中子敏感复合膜，中子敏感复合膜设置于微通道板的内壁。
本申请利用原子层沉积法在微通道板内壁制备得到表面致密且厚度均匀的中子敏感复合膜，使微通道板获得较好的中子探测能力，提升中子敏感复合膜的中子探测效率。同时，通过调控原子层沉积的重复次数，可以精确控制每一层中子敏感层和金属单质层的厚度，以及精确控制整个中子敏感复合膜的厚度，从而设计得到具有预设电阻的中子敏感复合膜。
以下结合实施例对本申请的一种中子敏感复合膜及其制备方法、中子敏感微通道板作进一步的详细描述。
实施例1
本申请实施例提供一种中子敏感微通道板及其制备方法，其包括以下步骤：
1、准备工作
对微通道板进行清洁，将清洁后的微通道板放置于原子层沉积室中，抽真空至沉积室中气压为20mbar，并将沉积室和沉积室中的微通道板加热至350℃。
2、沉积一层中子敏感层
先以Ar作为载气向原子层沉积室中通入0.1s的BBr3，载气Ar的流量为10sccm，吸附2s后，采用Ar吹扫5s；然后以Ar作为载气向原子层沉积室中通入2s的NH3气体，载气Ar的流量为10sccm，NH3气体的流量为3sccm，吸附4s后，采用Ar吹扫5s，即完成一个BN薄膜的生长，重复上述周期20次，制得一层中子敏感层。
3、沉积一层金属单质层
先以Ar作为载气向原子层沉积室中通入1s的WF6气体，载气Ar的流量为10sccm，WF6气体的流量为2sccm，吸附2s后，采用Ar吹扫5s；然后以Ar作为载气向原子层沉积室中通入1s的Si2H6气体，载气Ar的流量为10sccm，Si2H6气体的流量为3sccm，吸附2s后，采用Ar吹扫5s，即完成一个W薄膜的生长，重复上述周期2次，制得一层金属单质层。
4、制备中子敏感微通道板
依次重复2和3的步骤500次，制得具有W-BN薄膜的中子敏感微通道板。
实施例2
本申请实施例提供一种中子敏感微通道板及其制备方法，其包括以下步骤：
1、准备工作
对微通道板进行清洁，将清洁后的微通道板放置于原子层沉积室中，抽真空至沉积室中气压为20mbar，并将沉积室和沉积室中的微通道板加热至420℃。
2、沉积一层中子敏感层
先以Ar作为载气向原子层沉积室中通入0.1s的BBr3，载气Ar的流量为10sccm，吸附2s后，采用Ar吹扫5s；然后以Ar作为载气向原子层沉积室中通入2s的NH3气体，载气Ar的流量为10sccm，NH3气体的流量为3sccm，吸附4s后，采用Ar吹扫5s，即完成一个BN薄膜的生长，重复上述周期20次，制得一层中子敏感层。
3、沉积一层金属单质层
先以Ar作为载气向原子层沉积室中通入1s的MoF6气体，载气Ar的流量为10sccm，WF6气体的流量为2sccm，吸附2s后，采用Ar吹扫5s；然后以Ar作为载气向原子层沉积室中通入1s的Si2H6气体，载气Ar的流量为10sccm，Si2H6气体的流量为3sccm，吸附2s后，采用Ar吹扫5s，即完成一个W薄膜的生长，重复上述周期2次，制得一层金属单质层。
4、制备中子敏感微通道板
依次重复2和3的步骤600次，制得具有Mo-BN薄膜的中子敏感微通道板。
实施例3
本申请实施例提供一种中子敏感微通道板及其制备方法，其包括以下步骤：
1、准备工作
对微通道板进行清洁，将清洁后的微通道板放置于原子层沉积室中，抽真空至沉积室中气压为20mbar，并将沉积室和沉积室中的微通道板加热至420℃。
2、沉积一层中子敏感层
先以Ar作为载气向原子层沉积室中通入0.1s的10BBr3，载气Ar的流量为10sccm，吸附2s后，采用Ar吹扫5s；然后以Ar作为载气向原子层沉积室中通入2s的NH3气体，载气Ar的流量为10sccm，NH3气体的流量为3sccm，吸附4s后，采用Ar吹扫5s，即完成一个10BN薄膜的生长，重复上述周期20次，制得一层中子敏感层。
3、沉积一层金属单质层
先以Ar作为载气向原子层沉积室中通入1s的WF6气体，载气Ar的流量为10sccm，WF6气体的流量为2sccm，吸附2s后，采用Ar吹扫5s；然后以Ar作为载气向原子层沉积室中通入1s的Si2H6气体，载气Ar的流量为10sccm，Si2H6气体的流量为3sccm，吸附2s后，采用Ar吹扫5s，即完成一个W薄膜的生长，重复上述周期2次，制得一层金属单质层。
4、制备中子敏感微通道板
依次重复2和3的步骤800次，制得具有W-10BN薄膜的中子敏感微通道板。
实施例4
本申请实施例提供一种中子敏感微通道板及其制备方法，其包括以下步骤：
1、准备工作
对微通道板进行清洁，将清洁后的微通道板放置于原子层沉积室中，抽真空至沉积室中气压为20mbar，并将沉积室和沉积室中的微通道板加热至350℃。
2、沉积一层中子敏感层
先以Ar作为载气向原子层沉积室中通入0.1s的BBr3，载气Ar的流量为10sccm，吸附2s后，采用Ar吹扫5s；然后以Ar作为载气向原子层沉积室中通入2s的NH3气体，载气Ar的流量为10sccm，NH3气体的流量为3sccm，吸附4s后，采用Ar吹扫5s，即完成一个BN薄膜的生长，重复上述周期20次，制得一层中子敏感层。
3、沉积一层金属单质层
先以Ar作为载气向原子层沉积室中通入1s的WF6气体，载气Ar的流量为10sccm，WF6气体的流量为2sccm，吸附2s后，采用Ar吹扫5s；然后以Ar作为载气向原子层沉积室中通入1s的Si2H6气体，载气Ar的流量为10sccm，Si2H6气体的流量为3sccm，吸附2s后，采用Ar吹扫5s，即完成一个W薄膜的生长，重复上述周期4次，制得一层金属单质层。
4、制备中子敏感微通道板
依次重复2和3的步骤500次，制得具有W-BN薄膜的中子敏感微通道板。
实施例5
本申请实施例提供一种中子敏感微通道板及其制备方法，其包括以下步骤：
1、准备工作
对微通道板进行清洁，将清洁后的微通道板放置于原子层沉积室中，抽真空至沉积室中气压为20mbar，并将沉积室和沉积室中的微通道板加热至350℃。
2、沉积一层中子敏感层
先以Ar作为载气向原子层沉积室中通入0.1s的BBr3，载气Ar的流量为10sccm，吸附2s后，采用Ar吹扫5s；然后以Ar作为载气向原子层沉积室中通入2s的NH3气体，载气Ar的流量为10sccm，NH3气体的流量为3sccm，吸附4s后，采用Ar吹扫5s，即完成一个BN薄膜的生长，重复上述周期200次，制得一层中子敏感层。
3、沉积一层金属单质层
先以Ar作为载气向原子层沉积室中通入1s的WF6气体，载气Ar的流量为10sccm，WF6气体的流量为2sccm，吸附2s后，采用Ar吹扫5s；然后以Ar作为载气向原子层沉积室中通入1s的Si2H6气体，载气Ar的流量为10sccm，Si2H6气体的流量为3sccm，吸附2s后，采用Ar吹扫5s，即完成一个W薄膜的生长，重复上述周期6次，制得一层金属单质层。
4、制备中子敏感微通道板
依次重复2和3的步骤500次，制得具有W-BN薄膜的中子敏感微通道板。
实施例6
本申请实施例提供一种中子敏感微通道板及其制备方法，其包括以下步骤：
1、准备工作
对微通道板进行清洁，将清洁后的微通道板放置于原子层沉积室中，抽真空至沉积室中气压为20mbar，并将沉积室和沉积室中的微通道板加热至350℃。
2、沉积一层中子敏感层
先以Ar作为载气向原子层沉积室中通入0.1s的BBr3，载气Ar的流量为10sccm，吸附2s后，采用Ar吹扫5s；然后以Ar作为载气向原子层沉积室中通入2s的NH3气体，载气Ar的流量为10sccm，NH3气体的流量为3sccm，吸附4s后，采用Ar吹扫5s，即完成一个BN薄膜的生长，重复上述周期25次，制得一层中子敏感层。
3、沉积一层金属单质层
先以Ar作为载气向原子层沉积室中通入1s的WF6气体，载气Ar的流量为10sccm，WF6气体的流量为2sccm，吸附2s后，采用Ar吹扫5s；然后以Ar作为载气向原子层沉积室中通入1s的Si2H6气体，载气Ar的流量为10sccm，Si2H6气体的流量为3sccm，吸附2s后，采用Ar吹扫5s，即完成一个W薄膜的生长，重复上述周期2次，制得一层金属单质层。
4、制备中子敏感微通道板
依次重复2和3的步骤500次，制得具有W-BN薄膜的中子敏感微通道板。
实施例7
本申请实施例提供一种中子敏感微通道板及其制备方法，其包括以下步骤：
1、准备工作
对微通道板进行清洁，将清洁后的微通道板放置于原子层沉积室中，抽真空至沉积室中气压为20mbar，并将沉积室和沉积室中的微通道板加热至350℃。
2、沉积一层中子敏感层
先以Ar作为载气向原子层沉积室中通入0.1s的BBr3，载气Ar的流量为10sccm，吸附2s后，采用Ar吹扫5s；然后以Ar作为载气向原子层沉积室中通入2s的NH3气体，载气Ar的流量为10sccm，NH3气体的流量为3sccm，吸附4s后，采用Ar吹扫5s，即完成一个BN薄膜的生长，重复上述周期30次，制得一层中子敏感层。
3、沉积一层金属单质层
先以Ar作为载气向原子层沉积室中通入1s的WF6气体，载气Ar的流量为10sccm，WF6气体的流量为2sccm，吸附2s后，采用Ar吹扫5s；然后以Ar作为载气向原子层沉积室中通入1s的Si2H6气体，载气Ar的流量为10sccm，Si2H6气体的流量为3sccm，吸附2s后，采用Ar吹扫5s，即完成一个W薄膜的生长，重复上述周期2次，制得一层金属单质层。
4、制备中子敏感微通道板
依次重复2和3的步骤500次，制得具有W-BN薄膜的中子敏感微通道板。
试验例1
采用高阻仪测量薄膜的电阻，椭偏仪测量薄膜厚度，如表1所示。
表1
Figure BDA0002816647480000151
综上所述，本申请实施例提供的一种中子敏感复合膜及其制备方法、中子敏感微通道板。交替层叠布置的中子敏感层和金属单质层能够优化中子敏感复合膜的中子探测能力，且金属单质层使中子敏感复合膜具有导电性。利用原子层沉积法在微通道板内壁制备得到表面致密且厚度均匀的中子敏感复合膜，使微通道板获得较好的中子探测能力，提升中子敏感复合膜的中子探测效率。同时，通过调控原子层沉积的重复次数，可以精确控制每一层中子敏感层和金属单质层的厚度，以及精确控制整个中子敏感复合膜的厚度，从而设计得到具有预设电阻的中子敏感复合膜。
以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种中子敏感复合膜，其特征在于，所述中子敏感复合膜包括交替层叠布置的中子敏感层和金属单质层；
所述中子敏感层的材质包括BN或10BN。
2.根据权利要求1所述的中子敏感复合膜，其特征在于，所述金属单质层的材质包括W金属或Mo金属。
3.根据权利要求1或2所述的中子敏感复合膜，其特征在于，所述中子敏感复合膜的厚度为0.02～2.5μm；
可选地，所述中子敏感层的层数为10～1250，所述金属单质层的层数为10～1250。
4.一种权利要求1～3任一项所述的中子敏感复合膜的制备方法，其特征在于，所述中子敏感复合膜的制备方法包括：在基板上交替沉积所述中子敏感层和所述金属单质层，以形成所述中子敏感复合膜；
可选地，所述金属单质层的材质包括W金属或Mo金属。
5.根据权利要求4所述中子敏感复合膜的制备方法，其特征在于，所述基板设置于沉积室中，形成每一层所述中子敏感层的方法包括：依次向所述沉积室中通入第一中子敏感层前驱体、惰性气体、第二中子敏感层前驱体和惰性气体，并重复2～900次。
6.根据权利要求5所述的中子敏感复合膜的制备方法，其特征在于，所述第一中子敏感层前驱体包括液态BBr3或10BBr3，所述第二中子敏感层前驱体包括气态NH3。
7.根据权利要求4所述的中子敏感复合膜的制备方法，其特征在于，形成每一层所述金属单质层的方法包括：依次向沉积室中通入第一金属单质层前驱体、惰性气体、第二金属单质层前驱体和惰性气体，并重复1～30次。
8.根据权利要求7所述中子敏感复合膜的制备方法，其特征在于，所述第一金属单质层前驱体包括气态WF6或MoF6，所述第二金属单质层前驱体包括气态Si2H6。
9.根据权利要求4～8任一项所述的中子敏感复合膜的制备方法，其特征在于，在所述在基板上交替沉积中子敏感层和金属单质层前，对沉积室抽真空，并将所述沉积室和所述基板加热至200～800℃。
10.一种中子敏感微通道板，其特征在于，所述中子敏感微通道板包括微通道板和权利要求1～3任一项所述的中子敏感复合膜，所述中子敏感复合膜设置于所述微通道板的内壁。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115692140A (zh) * 2022-11-03 2023-02-03 北方夜视科技(南京)研究院有限公司 抑制微光像增强器雪花点噪声的微通道板及其制备方法
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