科创中国

高端装备制造产业

项目简介（相关背景及技术原理概述） 硅、锗单晶体是航空航天、大科学装置等领域使用的关键光电器件，晶体的大幅面及高定向两项指标对于提高光通量、光定向性具有决定性意义。目前世界上大部分国家均采用专门研制的带有晶体定向检测的精密磨床的工艺路线进行硬脆晶体材料的去除，且仅有奥地利、日本、美国等少数国家掌握该技术，同 时对我国某些大型科学工程中的大幅面高定向晶体加工需求技术封锁。此外，从技术角度看，采用宏观机械力加工一是大幅面加工时的效率非常低下，材料利用率低；二是力会对晶体内部有序结构产生应变，影响到晶格的完美程度，从而进一步对光或粒子产生误差。对于国家目前开展的相关重大科学工程应用而言， 自主掌握我国关键晶体元件的制造能力具有十分重要的战略意义。因此，本成果抓住上述两点，提出了基于无宏观机械力的走丝形式切割方法，目前已经在多项重大工程中实现应用。

二、创新点及主要技术指标（技术优势与性能） 发明高阻（极值 100Ω•cm）半导体晶体放电加工方法； 发明大幅面（某方向尺寸>200mm）高定向（<±1″）晶体放电切割加工方法； 研制专用加工机床及软件。 三、知识产权及获奖（成果基础） 硬 X 射线标定晶体组研究、中子束流聚焦晶体组研究已经完成。航天八院深空探测导航卫星龙虾眼硅晶体组预研中。高能物理所先进同步辐射光源冷却流道硅晶体镜预研中。 四、应用领域及市场前景（应用场景） 我国首台（2017 年发射的中国科学院硬 X 射线卫星用）专用硬 X 射线标定装置谱仪中的双晶单色器所需硅晶体组（提供 2 套）。相关性能指标国际领先，同类设备能区最宽（10-150keV），平均单色光通量~1E4counts/cm2/s。我国首台中子应力检测谱仪（中国原子能院）中子束流聚焦晶体组，定晶向指标达到±1″，远超瑞士进口晶体的±10″。

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