人工晶体学报

作者：李尚童, 蔡华, 贾金升, 赵璇, 李翔, 那天一, 马梦楠

单位：1.建筑材料行业特种光电材料重点实验室，北京 100024；2.中国建筑材料科学研究总院有限公司，特种玻璃纤维与光电功能材料研究院，北京 100024；3.广西大学物理科学与工程技术学院，南宁 530000

关键词：人工微结构材料,微通道板,锂硅酸盐玻璃,蒙特卡洛模拟,氧化物刻蚀,离子溅射,

基金：国家重点研发计划(2022YFF0709300);国家自然科学基金(52202030);北京市高层次创新创业人才支持计划科技新星计划(20230484238)

扩口微通道板（T-MCPs）是一种先进的人工微结构式电子倍增材料，为了实现微通道板的扩口并避免边界尖端化，需研发耐离子刻蚀的玻璃作为其框架材料。本文基于蒙特卡洛方法与级联碰撞理论对SiO2及Li2O氧化物刻蚀性能进行模拟仿真，并对三种不同Li2O含量锂硅酸盐玻璃（32.5%、35.0%、37.5%，摩尔分数）和JGS1石英玻璃开展了Ar+刻蚀试验，采用激光扫描共聚焦显微镜（CLSM）对玻璃刻蚀形貌进行表征，仿真结果表明：在相同参数Ar+入射条件下，Li2O总溅射产额显著低于SiO2总溅射产额，表明Li2O具有更优的耐刻蚀性能，且随着Li2O比例的增加，SiO2-Li2O总溅射产额呈线性降低趋势。表征测试结果表明：石英玻璃的平均刻蚀速率高于各组分SiO2-Li2O玻璃刻蚀速率，证实Li2O的引入可显著提升材料耐刻蚀性能，且其含量与刻蚀速率呈负相关；同时，证实了玻璃刻蚀速率受角度影响显著，四组样品的刻蚀速率均在入射角度为70°左右达到峰值。本文通过模拟与实验结合的方法，明确了Li2O在提升MCP材料耐刻蚀性能中的作用规律，为开发高性能扩口MCP提供了理论依据和材料筛选策略。

来源：2025年第11期

《人工晶体学报》期刊编辑部

查看人工晶体学报杂志2025年第11期