硅板上Ir薄膜的掠入射X射线衍射

基板上物理和化学沉积薄膜沿着生长方向的不均匀性非常常见。对于许多薄膜材料,由于界面隔离或混合还有表面驰豫,基板上的薄膜界面和游离膜表面经常与薄膜的大部分往往差异显著。对于一些薄膜材料,随着薄膜变厚,可能会发生相变。因此,在不同深度下对薄膜进行表征是非常必要的。掠入射的 x 射线衍射仅提供了这样一种技术,通过非破坏性方式允许方便的深度分析。

掠入射衍射技术依赖于X射线入射角度的精确控制能力和样品表面的精确调整能力。SmartLab多功能衍射仪与理学专利的交叉光束光学(CBO)向第一项要求提供一个平行光束解决法,向第二项要求提供一个全自动样品调整程序包。

图1显示一个沉积在硅基板上的500nm的Ir薄膜在不同入射角的掠入射X射线衍射图。在入射角为0.6°的临近Ir的全反射角的临界角时,X射线只穿透了几纳米深的薄膜。因此这个衍射图仅反映了表面层结构,似乎是完美的立方Ir。

grazing-incidence X-ray diffraction patterns
Figure 1

当入射角度增加到0.9和1.2°,X射线穿透更深的薄膜。这说明出现了与立方Ir数据库不匹配的峰,其强度在高入射角为之增强。这标志着一种未知相在薄膜沉积的早期阶段形成,即使与立方相相比很小。该未知相随着薄膜生长而削弱并最终消失。


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