钾铁酸盐简易去除亚砷酸盐：简单处理条件下的双重氧化-凝聚路径

为解决W/Si薄膜界面扩散导致的X射线反射率下降问题，荷兰特文特大学团队通过低能离子散射(LEIS)、X射线反射率(XRR)和透射电镜(TEM)技术，系统研究了B4C夹层对W-on-Si界面特性的影响。研究发现B4C并非物理扩散屏障，而是通过形成W-B/W-C键改善光学对比度，为软X射线多层膜设计提供了重要依据。

　　

在软X射线光学领域，W/Si多层膜结构是实现高反射率的关键元件。然而，当薄膜厚度小于3纳米时，界面扩散和硅化物形成会显著降低光学性能。虽然前人研究发现添加亚纳米级B₄C夹层可提升反射率，但其物理机制尚不明确。这一科学问题的解决对下一代X射线光学器件的设计至关重要。

荷兰特文特大学Adele Valpreda团队在《Surfaces and Interfaces》发表的研究，通过多尺度表征技术揭示了B₄C夹层的真实作用机制。研究人员采用磁控溅射制备了三组样品：无B₄C、0.24 nm和1.2 nm B₄C夹层结构。利用低能离子散射(LEIS)直接测量真空环境下W薄膜的界面特性，避免了空气氧化干扰；结合X射线反射率(XRR)和透射电镜(TEM)进行验证；通过能量色散X射线谱(EDX)分析元素分布；采用X射线衍射(XRD)表征晶体结构。

3.1 低能离子散射谱分析

LEIS数据显示，添加B₄C后W亚表面信号强度降低而非增强，表明B₄C未阻止W/Si互混。界面宽度从无B₄C时的0.9±0.1 nm增至1.2 nm B₄C时的1.1±0.1 nm，证实B₄C并非物理扩散屏障。

3.2 X射线反射率测量

XRR重建的密度剖面显示，W-on-Si界面宽度在添加B₄C后保持0.4-0.5 nm，与LEIS结果差异源于表面粗糙度和测量原理不同。值得注意的是，0.24 nm B₄C样品即出现明显反射率提升，说明化学修饰而非几何结构改变是性能改善主因。

3.3 X射线衍射分析

XRD证实所有样品中2.2 nm厚的W膜均为纳米晶结构，B₄C添加未改变薄膜结晶特性，排除了微观结构变化对性能的影响。

3.4 透射电镜与EDX分析

TEM-EDX发现W膜中Si原子分数从30%降至25%，而W原子分数从40%升至44%，这与早期XPS发现的W-Si键向W-B/W-C键转变一致。有趣的是，在仅含0.24 nm B₄C的样品中仍检测到硼信号，暗示B原子可能扩散至W膜内部。

该研究通过多技术联用揭示了B₄C提升X射线反射率的本质：通过化学键重组而非几何限域作用，减少有害的W-Si硅化物形成，增加光学对比度。这一发现突破了传统"扩散屏障"的认知框架，为界面工程设计提供了新思路。研究建立的LEIS界面分析方法特别适用于超薄薄膜体系，避免了TEM制样可能引入的假象。未来研究可进一步探索B₄C对Si-on-W界面的影响，以及不同沉积参数下化学键态演变规律。这些成果对开发高性能X射线光学元件、同步辐射装置和极紫外光刻技术具有重要指导价值。