Charakterisierung eines InN epitaktischen Films auf einem Saphir-Substrat mittels Röntgen-Reziproker Space Mapping (RSM) und Rocking Curve (RC) Analysen

GaN, InN, AlN und deren Legierungen sind Materialien die in Licht emittierende Dioden (LED's) eingesetzt werden, inklusive Blueray DVD-Geräte. Andere bedeutende Anwendungen dieser Materialien sind weiße LED's als Lichtquellen, die vielerorts als Ersatz für energieineffiziente Glühbirnen Verwendung finden. In beiden Fällen wird die Leistungsfähigkeit der LED von einem entscheidenden Faktor bestimmt, der Materialqualität. Es gibt eine Vielzahl an Möglichkeiten, die Qualität dieser Nitrid-Dünnschichten zu bestimmen, wobei die Röntgenanalysen RSM und RC quantitative, zerstörungsfreie Informationen über Variationen in den Gitterkonstanten, Legierungszusammensetzungen, Fehlspannungen und Spannungsabnahmen, Gitterneigungen sowie das Auftreten von Mosaikmustern aufgrund dieser Verschiebungserscheinungen bieten. Das vielfältige SmartLab Diffraktometer von Rigaku wurde für verschiedenste Aufgabenbereiche entwickelt, bei denen hochauflösende Röntgenbeugungsanalysen mitunter entscheidend sind. Das Umschalten zwischen verschiedenen Monochromatormodulen, wie Ge(220)x2, Ge(220)x4, Ge(440)x4 und Ge(400)x4, kann einfach und zügig ausgeführt werden. Die Ausrichtung und Anpassung des Monochromators verläuft dabei komplett automatisch. Eine Ge(220)x2 Analyseeinheit wird für hochaufgelöste RSM-Analysen und Messungen der Gitterkonstanten verwendet. Die nachstehende Abbildung zeigt eine RSM-Analyse gemeinsam mit RC-Analyse eines InN/Saphir (0001) epitaktischen Films mit einem Ge(220)x2 Monochromator in Kombination mit einer Ge(220)x2 Analyseeinheit. Die RSM und die RC beinhalten die Bragg-Peaks für Saphir (0006) und InN (0002). Die Hauptphase der InN-Schicht ist deutlich erkennbar und wie erwartet hexagonal. Beachtlicherweise ist der InN (0002) Peak in Omega Richtung erweitert, was auf das Vorhandensein von erheblichen Verschiebungen in dieser Dünnschicht hindeutet. Zusätzlich kann ein schwacher Peak mit ähnlicher Ausprägung wie der für InN (0002) zwischen den Peaks für InN (0002) und Saphir (00006) beobachtet werden. Dieser Peak kann als Signal für kubisches InN (111) identifiziert werden und läßt auf das geringfügige Vorhandensein einer hexagonalen InN Phase mit (111) Orientierung schließen.


a RSM measured from an InN/Sapphire (0001) epitaxial film with a combination of a Ge(220)x2 monochromator and a Ge(220)x2 analyzera RSM measured from an InN/Sapphire (0001) epitaxial film with a combination of a Ge(220)x2 monochromator and a Ge(220)x2 analyzer


Das SmartLab ist das modernste hochauflösende Diffraktometer auf dem Markt. Vermutlich die auffälligste Neuerung ist die SmartLab Guidance Software, die dem Benutzer mit einem intelligenten Interface ausstattet um durch alle Feinheiten eines Experiments zu führen, beinahe so als hätte man einen Kristallographiexperten direkt an seiner Seite. Read more...