Difracción de rayos X de ángulo de incidencia rasado de películas (láminas) delgadas de iridio en Si.

Es común que las láminas delgadas depositadas en substratos de manera química y/o física exhiban inhomogeneidades a lo largo de la dirección del crecimiento. Para muchos materiales de lámina delgada, el punto de contacto entre la lámina y el substrato a menudo difieren significativamente de la parte de la lámina en granel debido a la segregación de puntos de contacto o mezclas y relajación de superficie. Para muchos materiales de lámina delgada, las transiciones de fase pueden ocurrir a medida que crecen más y más gruesos. Entonces, es necesario poder caracterizar las láminas en diferentes profundidades. La difracción de rayos X de ángulo de incidencia rasado ofrece tales capacidades, permitiendo obtener perfiles de profundidad de manera no-destructiva.

La técnica de difracción en ángulo de incidencia rasado depende de la capacidad de mantener control preciso del ángulo de incidencia de rayos X y la capacidad de alinear la superficie de muestra precisamente. El drifractómetro multipropósito SmartLab con ópticos de haz-cruzado (CBO) patentados por Rigaku ofrecen una solución de haz paralelo para el primer requisito, y un paquete de alineación completamente automatizado para el segundo.

La Figura 1 presenta los patrones de difracción de rayos X en ángulo de incidencia rasado de una lámina delgada de iridio de 500 nm depositada en un substrato de Si en una variedad de ángulos de incidencia. En el bajo ángulo de incidencia de 0.6°, el cual esta cerca al ángulo critico para la reflexión externa total de iridio, el rayo X penetra solo algunos nanómetros de profundidad en la lámina. Es así, que este patrón de difracción únicamente refleja la estructura de la capa de superficie, la cual parece ser de iridio cúbico perfecto.

grazing-incidence X-ray diffraction patterns
Figura 1

A medida que el ángulo de incidencia incrementa a 0.9 y 1.2°, los rayos X penetran más y más profundo en la lámina. Se nota que un pico no coincide con las bases de datos de iridio cubico, y que su intensidad incrementa con los ángulos de incidencia. Esto indica que, aunque menor en comparación a la fase cúbica, se ha formado una fase desconocida en las primeras etapas de la deposición de la lámina. Esta fase desconocida disminuye conforme continúa el crecimiento de la lámina y, eventualmente, desaparece.


El SmartLab es el más novedoso difractómetro de alta resolución disponible en la actualidad. Tal vez su característica más novedosa es el software SmartLab Guiadance, que proporciona al usuario una interfaz inteligente que le guía a través de las complejidades de cada experimento. Es como tener un experto a su lado. Read more about SmartLab...