Otimização do sinal de XRD de superfícies e filmes finos
Na difração de raios X com incidência rasante (GIXRD), um feixe de raios X é direcionado para uma amostra em um ângulo de incidência muito baixo, normalmente inferior a um grau, o que faz com que os raios X interajam apenas com os poucos nanômetros superiores do material. Isso resulta em um padrão de difração que é altamente sensível às propriedades cristalográficas da região da superfície.
Na difração de raios X (XRD) convencional, os raios X incidem sobre a amostra em uma ampla gama de ângulos, resultando em um padrão de difração de uma profundidade de vários mícrons na amostra. Na GIXRD, por outro lado, o ângulo do feixe incidente é fixado em um ângulo baixo, otimizado para uma pequena profundidade de penetração específica, a fim de ter controle sobre o volume de material que está sendo medido. Ela foi projetada especificamente para evitar o sinal abaixo de uma superfície ou filme fino.
Para possibilitar as medições de GIXRD e obter dados de melhor qualidade, são empregadas ópticas especializadas de feixe incidente e feixe difratado.
Nas medições de GIXRD, o feixe de raios X é direcionado para a amostra em um ângulo de incidência muito baixo, normalmente inferior a um grau. O alinhamento da amostra no feixe é otimizado para se adequar ao tamanho da amostra e à profundidade de penetração necessária. O feixe incidente é fixado no ângulo otimizado do feixe incidente durante toda a medição.
O padrão de difração é coletado usando a óptica de feixe difratado apropriada e o detector mais adequado, e analisado usando um software como o Highscore para determinar a estrutura cristalina ou a composição de fase da camada superficial. Ao coletar dados em uma variedade de ângulos de feixe incidente, os pesquisadores podem obter informações sobre a fase, a espessura, a densidade e a orientação cristalográfica das camadas superficiais.
A GIXRD anda de mãos dadas com outros métodos de difração de pó* e é usada principalmente para identificação e quantificação de fases de todos os tipos de materiais policristalinos. Ela também pode suportar medições de tensão residual em filmes finos e superfícies.
A GIXRD é adequada para qualquer material policristalino em que a ênfase é colocada nas camadas superficiais. Também é útil para filmes finos quando a dispersão do substrato pode ocultar ou dominar a dispersão relativamente fraca de uma camada fina.
(* "Difração de pó" é um termo usado para descrever uma classe de medições de XRD usadas para materiais policristalinos que podem estar em pó ou na forma sólida.)
O Highscore é uma ferramenta avançada para analisar dados da GIXRD, permitindo que os pesquisadores identifiquem fases com rapidez e precisão e quantifiquem a composição multifásica. O software também pode ser usado para determinação da espessura do filme, simulação de multicamadas e medição do tamanho do cristalito.
Para a análise de tensão residual, o pacote de software Stress Plus fornece análise de tensão de filme fino.
Uma das maiores vantagens da GIXRD é que ela é uma técnica não destrutiva, o que significa que pode ser usada para estudar amostras sem alterá-las ou danificá-las. Isto é particularmente importante para revestimentos, onde a integridade do filme fino deve ser mantida.
A GIXRD é a melhor maneira de maximizar o sinal de filmes finos policristalinos ou de camadas superficiais que, de outra forma, seriam dominadas pelo substrato subjacente. Ela fornece um padrão de difração mais limpo e mais fácil de analisar.
A GIXRD é uma técnica quantitativa, o que significa que ela pode fornecer uma medição sem calibração da composição da fase em materiais policristalinos multifásicos.
A Malvern Panalytical é uma fabricante líder de instrumentos analíticos para ciência e pesquisa de materiais, incluindo os sistemas Aeris, Empyrean e X'Pert3 MRD para XRD. Essas soluções foram projetadas especificamente para permitir medições de GIXRD e, juntamente com a análise, usando os softwares Stress Plus e Highscore, oferecem vários recursos avançados para filmes finos policristalinos.
O XRD compacto Aeris é um difratômetro de raios X de alto desempenho, ideal para estudar as propriedades cristalográficas de filmes finos e superfícies usando GIXRD. Ele apresenta uma variedade de recursos avançados, incluindo detectores de alta resolução, um estágio de amostra motorizado e uma variedade de modos de medição para máxima flexibilidade e precisão.
Nosso software Highscore é uma ferramenta avançada de análise de dados projetada para funcionar perfeitamente com o Aeris Research Edition, fornecendo uma solução abrangente para medições e análises de GIXRD. Ele inclui uma série de ferramentas avançadas de processamento e visualização de dados, além de algoritmos avançados para identificar estruturas cristalinas e realizar análises quantitativas.
Juntos, os softwares Aeris e Highscore se combinam para fornecer uma solução avançada e versátil que permite medições e análises de GIXRD com a XRD tradicional, oferecendo aos pesquisadores a capacidade de estudar as propriedades cristalográficas de uma ampla variedade de materiais com precisão e exatidão incomparáveis. Seja para estudar filmes finos, superfícies ou materiais em massa, essas ferramentas são uma parte essencial de qualquer laboratório de ciência dos materiais.
Variedades do EmpyreanA solução multifuncional para suas necessidades analíticas |
AerisO futuro é compacto |
X'Pert³A plataforma X'Pert aprimorada |
|
|---|---|---|---|
