Aeris evoluiu. A reflectometria de raios X em bancada nunca foi tão simples.

Recentemente, lançamos recursos de reflectometria de raios X (XRR) em nosso instrumento Aeris atualizado. Compatível com o trocador de amostras do Aeris, essa evolução permite medições simples de reflectometria, sem a necessidade de uma plataforma dedicada ou alinhamento complexo.

No webinar de lançamento, nossos especialistas Dr. Martin Schreyer e Dr. Gwilherm Nénert demonstraram como o Aeris realiza XRR sem exigir reconfiguração complexa. Essa acessibilidade abre a análise de filmes finos e de superfícies para laboratórios de vários setores – de revestimentos a baterias, semicondutores e muito mais.

Veja o que você precisa saber.

Principais conclusões

1. A XRD informa qual é o material; a XRR informa sobre sua superfície. A XRD identifica a estrutura cristalina e a fase, enquanto a XRR mede características da superfície, incluindo espessura, densidade e rugosidade.
2. Com o Aeris, você pode executar XRR e XRD em uma única plataforma, alternando entre as técnicas com adaptação mínima.
3. A XRR convencional exige alinhamento cuidadoso da amostra, o que pode aumentar o tempo de medição e introduzir oportunidades de variabilidade dependente do operador. Com o Aeris, basta carregar e medir – sem plataforma dedicada ou óptica especializada.
4. O Aeris captura uma imagem 2D completa em cada ângulo, em vez de um único ponto de dados, fornecendo a curva de refletividade mais informações estruturais extras na direção ortogonal, com controle sobre quanto disso você integra.

Na análise de filmes finos, a precisão não é negociável

O principal uso da XRR é caracterizar filmes finos. Em muitas aplicações, alguns nanômetros podem fazer a diferença entre desempenho máximo e falha do produto.

Considere a fabricação de semicondutores. Óxidos de gate – as camadas isolantes que separam o gate de controle de um transistor do canal semicondutor subjacente – geralmente têm apenas alguns nanômetros de espessura, e controlar essa espessura é fundamental. Se forem muito finos, a corrente vaza e o dispositivo superaquece. Se forem muito espessos, a comutação fica mais lenta, impactando negativamente o desempenho. Verificar essas camadas de forma não destrutiva, com precisão em escala nanométrica, é exatamente o que a XRR foi criada para fazer.

Um estudo de 2025 sobre dielétricos modernos de gate ilustra o risco: os pesquisadores usaram XRR para comparar filmes de HfO₂ dopados e não dopados e constataram que até diferenças sutis na densidade da camada interfacial e na rugosidade da superfície correspondiam a mudanças mensuráveis no desempenho elétrico.

Revestimentos funcionais fornecem outro exemplo. São os filmes protetores, ópticos e magnéticos usados em armazenamento de energia, eletrônica e manufatura. O desempenho de um revestimento depende de sua espessura, de quão liso ele é e de ter se formado de maneira limpa, sem defeitos na interface. A XRR revela tudo isso sem cortar ou danificar a amostra.

Essa importância se estende a interfaces enterradas que até mesmo um microscópio de força atômica não consegue alcançar. Em um estudo de 2023 sobre um filme fino magnético emergente à temperatura ambiente, os pesquisadores descobriram que a rugosidade da superfície medida por XRR foi maior do que o valor obtido por microscopia de força atômica (AFM). Os autores atribuíram essa diferença, em parte, à capacidade da XRR de detectar a rugosidade na interface enterrada entre o filme e o substrato, abaixo da superfície à qual o AFM estava limitado.

O Aeris transforma a XRR de técnica especializada em prática padrão

Tradicionalmente, a XRR tem sido considerada uma técnica complexa e especializada. As configurações convencionais exigiam alinhamento cuidadoso da amostra, há muito reconhecido como a fonte mais comum de erro de medição da técnica, com pesquisas publicadas observando que o alinhamento em reflectômetros comerciais é difícil de controlar e depende fortemente da habilidade do operador.

As configurações tradicionais de XRR também geralmente exigiam sistemas dedicados de piso e ópticas especializadas, tornando a técnica inacessível para muitos laboratórios que realizam análises rotineiras. O software avançado e o design sem necessidade de alinhamento do Aeris mudaram isso, levando a XRR para uma plataforma compacta e acessível de bancada.

Como o Aeris torna a XRR rotineira

A chave está em combinar a medição 1D baseada em frames com a avançada tecnologia de detector 2D. Em vez de um detector de ponto único, o Aeris captura uma imagem 2D em cada ângulo e permite que você escolha quanto dela integrar. Essa imagem contém a curva de refletividade de que você precisa, além de informações adicionais na direção ortogonal que podem ser avaliadas durante o processamento de dados. Além disso, como a imagem completa está disponível, bons dados de XRR podem ser obtidos mesmo com pequenos deslocamentos da amostra, eliminando a necessidade de alinhamento cuidadoso.

O resultado é uma XRR direta, sem alinhamento – basta carregar e medir, sem plataforma dedicada ou óptica especializada.

Análise combinada de XRR e XRD; sem comutação complexa

Na plataforma Aeris, XRR e XRD convivem lado a lado em um único instrumento compacto e versátil, colocando a difração rotineira e a análise de filmes finos no mesmo banco. Alternar entre as duas técnicas exige pouco mais do que trocar uma fenda: basta medir uma amostra de XRD de pó e, em seguida, uma amostra de XRR imediatamente depois, e o instrumento solicitará que você troque uma peça antes de continuar, se necessário. Sem complexidade adicional; oportunidade mínima de erro.

Para ter a visão completa do que o Aeris é capaz de fazer, assista ao webinar de lançamento com Dr. Martin Schreyer e Dr. Gwilherm Nénert.

Se você quer ver o que o Aeris pode fazer pelo seu laboratório, entre em contato com nossa equipe.