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微电子所研制出5000线/毫米X射线透射光栅并实现应用

中科院微电子研究所纳米加工与新器件集成技术实验室在国内率先研制成功5000线/毫米X射线透射光栅并实现成功应用。该项研究成果的取得，打破了束缚国内等离子能量行为精密化诊断的瓶颈,将为未来我国的航空航天和天文观测重大装置中的X射线/极紫外光谱仪的研制、极端远紫外光刻机、第三代同步辐射装置直接提供核心产品保障。

衍射光栅在现代科学发展中有着重要地位，美国麻省理工学院GR Harrison光谱学实验室的创始人George Russell Harrison (1898-1979)教授曾经做过如下精彩论述：“很难找出另一种像衍射光栅这样的给众多科学领域带来更为重要实验信息的单一器件，物理学家、天文学家、化学家、生物学家、冶金学家等用它作为异常卓越的精密常用工具，用作原子种类的探测器以确定天体的特性和行星中空气的存在，研究原子和分子结构，获取无数的科学信息，没有它，现代科学的发展将严重受阻。”

X射线衍射光栅元件在X射线天文望远镜、极端远紫外光刻、激光惯性约束核聚变诊断系统、同步辐射、实验力学等诸多领域有着广泛而重要的应用。如美国国家航空和宇宙航行局(NASA)的SOHO(Solar and Hekliospheric Observatory)、Chandra X射线望远镜、GOES N-Q(Geostationary Operational Environmental Satellites)、IMAGE(Magnetospheric Imaging Medium-Class Explorer)、TWINS A,B(Two Wide-Angle Imaging Neutral-atom Spectrometers)均使用了大量的深亚微米、纳米X射线衍射光栅元件，比如美国 "空间大天文台计划"中的4颗大型非太阳探测天文卫星之三Chandra X射线望远镜携带了高能透射光栅和低能透射光栅光谱仪，装备了数百块5000线/毫米X射线衍射光栅，分辨率是以前升空的X射线天文卫星的10倍,而且集光能力强,成像的能量范围广,并可精确地把光谱分解成不同的能量成份。目前国际上实用化的X射线衍射光栅的最高技术指标是5000线/毫米，由美国麻省理工学院空间微结构实验室采用全息光刻方法完成，Chandra X射线望远镜和美国国家点火装置(NIF)使用的X射线衍射光栅均是5000线/毫米。

微电子研究所纳米加工与新器件集成技术实验室在国内最早开展亚微米微细加工技术研究，在深亚微米微细加工技术及微光刻技术方面一直保持国内领先的地位和自主创新的特色，同时在科研成果的应用开发与转化方面也进行了卓有成效的工作。早在上世纪70年代末，陈宝钦研究员等老一辈科学家就在国内最早开始电子束光刻技术应用研究，陈梦真研究员等老一辈科学家也同时在国内最早开展X射线光刻技术应用研究，为我国的微纳加工技术的发展奠定了坚实的基础。

Source：中科院微电子研究所

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