Texturanalysen eines Kupferdrahtes mithilfe der Orientierungs-Verteilungs-Funktion (ODF)

Da es einen deutlichen Zusammenhang zwischen Materialeigenschaften und Kristallorientierung von Metallen und anderen industriellen Materialien gibt, sind quantitative Analysen von Kristallitorientierungen und deren Verteilungen von großer Wichtigkeit. Polfigurmessungen sind eine allgemein verbreitete Methode zur quantitativen Orientierungsanalyse. In diesem Anwendungsbeispiel nutzen wir die Orientierungs-Verteilungs-Funktion (ODF) zur Untersuchung der Kristallitorientierung eines Kupferdrahtes mittels Polfigur-Messung.

Für quantitative Orientierungsanalysen ist die präzise Bestimmung der Poldichten von elementarer Bedeutung. Aus diesem Grund werden Defokussierungskorrekturen sowie Absorptionskorrekturen durchgeführt. Mithilfe CBO-f auf der Einfallseite, welches Linienfokus in einen Punktfokus umwandelt, sowie PSA (Parallel Slit Analyzer) auf der Empfangsseite, führten wir eine Messung durch, indem jedweder Intensitätsverlust aufgrund von Defokussierung vermieden wurde. Bei der Untersuchung von Dünnschichten ist es notwendig, Absorptionskorrekturen auf der Grundlage von Schichtdicke und deren Absorptionskoeffizienten durchzuführen. Für diese Korrektur berechneten wir zuerst die Schichtdicke aus einer Röntgenreflektivitätsmessung und nutzten diese gemeinsam mit dem Absorptionskoeffizienten, eine Absorptionskoeffizentenkurve zu bestimmen (Abb. 1). Danach führten wir eine Korrektur der Polfiguren des Kupferdrahtfilmes durch.


Abb. 1: Absorptionskorrekturkurve eines 0.2 μm Cu Filmes

Abb. 2 stellt die Polfiguren eines (111) und (200) Kupferdrahtfimes nach den Korrekturen dar.


Abb. 2: Polfiguren eines (111) und (200) Kupferdrahtfilmes

Mithilfe Abb. 3 kann festgestellt werden, dass die (111) Polfigur einen Ring geringerer Poldichte besitzt bei α = 57°, unterschiedlich von der Hauptorientierung. Dies trifft ebenfalls auf die (200) Polfigur bei α = 15° und 78° zu. Die Analyse des Kupferdrahtfilmes auf der Basis der Orientierungsverteilungsfunktion zeigt, dass neben [111], auch die Orientierungen [511] und [100] existieren, entgegen der Normalrichtung ND (Abb. 3). Deswegen ist es möglich, die Orientierungstextur mittels Berechnung der Volumenfraktion quantitativ zu analysieren.


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