设计了193nm窄角度和宽角度入射增透膜以及正入射高反膜, 其中增透膜s和p偏振光透射率的最大偏差分别为0.17%和0.44%。结合标量散射理论和等效吸收层近似理论, 多层膜间的粗糙界面等效为薄的吸收层, 基于薄膜本征传输矩阵计算分析了不同界面粗糙度下的光谱性能。研究发现, 薄膜光谱性能随着界面均方根粗糙度的增加而急剧退化, 高反膜反射带宽也随之降低, 达到4nm时, 宽角度入射增透膜和高反膜光谱性能在193nm处分别退化2.04%和2.09%。界面粗糙度是影响高光谱性能真空紫外光学薄膜制备的重要因素。

Ga2O3是一种新兴的宽带隙半导体，在电力和射频电子系统中具有潜在的应用前景。前期研究以β-Ga2O3为主，并且已经对β-(AlxGa1-x)2O3/Ga2O3异质结构中的二维电子气(2DEG)进行了理论计算，本文主要研究ε-(AlxGa1-x)2O3作为势垒层对ε-(AlxGa1-x)2O3/ε-Ga2O3异质结电子输运性质的影响，首先介绍了ε-(AlxGa1-x)2O3/ε-Ga2O3异质结的结构和性质，分析计算了由于ε-(AlxGa1-x)2O3/ε-Ga2O3异质结的自发极化和压电极化所产生的极化面电荷密度，以及极化对2DEG浓度产生的影响，接着分析了在不同Al摩尔组分下，ε-(AlxGa1-x)2O3势垒层厚度与合金无序散射、界面粗糙度散射和极性光学声子散射之间的关系。最后通过计算得出结论: 界面粗糙度散射和极性光学声子散射对ε-(AlxGa1-x)2O3/ε-Ga2O3异质结的电子输运性质有重要影响，合金无序散射对异质结的输运性质影响较小; 2DEG浓度、合金无序散射、界面粗糙度散射和极性光学声子散射的电子迁移率强弱由ε-(AlxGa1-x)2O3势垒层的厚度和Al摩尔组分共同决定。

NiC/Ti中子超镜是一种高性能的中子多层膜光学元件，是提升中子导管、聚焦装置等中子光学系统的中子利用率的关键之一。为了提升NiC/Ti中子超镜的性能，本文面向具有不同厚度NiC膜层的NiC/Ti多层膜，分别采用X射线掠入射反射和X射线衍射的方法表征了NiC/Ti多层膜的膜层厚度、界面粗糙度和膜层晶向结构。研究结果表明: 随着NiC膜层厚度的增长，除了在较小尺度(≤2.5 nm)，NiC-on-Ti界面的粗糙度基本保持不变; 而Ti-on-NiC界面的粗糙度却呈现出较大的变化。具有不同厚度的NiC膜层的NiC/Ti多层膜的界面粗糙度呈现不对称性的变化，主要原因在于NiC膜层的微结构随着膜层厚度的增长而产生了变化。

针对增强型X射线时变与偏振探测卫星(eXTP)项目中嵌套式聚焦成像望远镜对柱面镜片上W/Si多层膜的要求，在掠入射角为0.5°，工作波段为1~30 keV条件下，设计了非周期W/Si多层膜并优化了薄膜制备工艺。首先，利用分隔板和掩模板对溅射粒子进行准直，同时优化了本底真空度和溅射工作气压，提升了薄膜的成膜质量; 然后，通过调整分隔板间距和公转速率提升了在柱面基底上薄膜的沉积均匀性; 最后，利用幂指数算法设计了非周期多层膜， 并在北京同步辐射光源上进行了多能点反射率测试，得到了与理论设计基本吻合的测试结果。基于优化的制备工艺制备了周期数为80，周期为3.8 nm和W膜层厚度占比为0.47的W/Si周期多层膜，其界面粗糙度仅为0.29 nm，柱面镜薄膜厚度误差可控制在3%以内，基本满足了eXTP项目中嵌套式掠入射望远镜镜片用多层膜对于成膜质量、沉积厚度均匀性和能谱响应宽度的需求。

用小波变换的方法分析了纳米多层膜的X射线掠入射反射率测试曲线.从小波变换的自相关函数峰位和峰强度信息中得到了常规曲线拟合方法难以表征的含有氧化层、界面层或厚度漂移的多层膜结构, 利用其作为多层膜的初始结构再进行常规的曲线拟合, 可实现多层膜结构精确表征的目的.研究成功地鉴别出钒单层膜的表面存在约3 nm厚的氧化层,分析得到Mo/Si多层膜的界面纯粗糙度约0.42 nm,表明在Ni/C多层膜中接近表面和基底的膜层存在大于5%的厚度漂移.

用磁控溅射法分别制备了以Mo膜层和Si膜层为顶层的Mo/Si多层膜系列, 利用小角X射线衍射确定了各多层膜的周期厚度.以不同周期数的Mo/Si多层膜的新鲜表面近似等同于同一多层膜的内界面,通过原子力显微镜研究了多层膜界面粗糙度随膜层数的变化规律.并在国家同步辐射实验室测量了各多层膜的软X射线反射率.研究表明:随着膜层数的增加,Mo膜层和Si膜层的界面粗糙度先减小后增加然后再减小,多层膜的峰值反射率先增加后减小.

A series of Mo/Si multilayers with the same periodic length and different periodic number were prepared by magnetron sputtering, whose top layers were respectively Mo layer and Si layer. Periodic length and interface roughness of Mo/Si multilayers were determined by small angle X-ray diffraction (SAXRD). Surface roughness change curve of Mo/Si multilayer with increasing layer number was studied by atomic force microscope (AFM). Soft X-ray reflectivity of Mo/Si multilayers was measured in National Synchrotron Radiation Laboratory (NSRL). Theoretical and experimental results show that the soft X-ray reflectivity of Mo/Si multilayer is mainly determined by periodic number and interface roughness, surface roughness has little effect on reflectivity.

介绍了描述单个非理想粗糙界面散射的D. G. Stearns法,它适用于软X射线短波段区域.将这种方法应用到多层膜结构,并采用它的数学模型来描述软X射线短波段区域(1～10 nm)多层膜界面粗糙度.在此理论下,对波长为4.77 nm的Co/C多层膜反射镜界面粗糙度进行了分析,估算出该多层镜界面间均方根粗糙度为0.7 nm.