Aeris ha evolucionado. La reflectometría de rayos X en mesa nunca ha sido tan sencilla.

Recientemente lanzamos capacidades de reflectometría de rayos X (XRR) en nuestro instrumento Aeris actualizado. Compatible con el cambiador de muestras de Aeris, esta evolución permite realizar mediciones de reflectometría de forma sencilla, sin necesidad de una plataforma dedicada ni de una alineación compleja.

En el webinar de lanzamiento, nuestros expertos Dr. Martin Schreyer y Dr. Gwilherm Nénert demostraron cómo Aeris realiza XRR sin requerir una reconfiguración compleja. Esa accesibilidad abre el análisis de películas delgadas y superficies a laboratorios de todos los sectores: desde recubrimientos hasta baterías, semiconductores y más.

Esto es lo que necesita saber.

Puntos clave

1. XRD le dice qué es el material; XRR le habla de su superficie. XRD identifica la estructura cristalina y la fase, mientras que XRR mide características a nivel de superficie, incluidas el espesor, la densidad y la rugosidad.
2. Con Aeris, puede realizar XRR y XRD en una sola plataforma, alternando entre técnicas con una adaptación mínima.
3. La XRR convencional requiere una alineación cuidadosa de la muestra, lo que puede aumentar el tiempo de medición e introducir oportunidades de variabilidad dependiente del operador. Con Aeris, simplemente cargue y mida: no se necesita una plataforma dedicada ni ópticas especializadas.
4. Aeris captura una imagen 2D completa en cada ángulo en lugar de un único punto de datos, lo que le proporciona la curva de reflectividad junto con información estructural adicional en la dirección ortogonal, con control sobre cuánto de ella integra.

En el análisis de películas delgadas, la precisión no es negociable

El uso principal de la XRR es caracterizar películas delgadas. En muchas aplicaciones, unos pocos nanómetros pueden marcar la diferencia entre el máximo rendimiento y el fallo del producto.

Pensemos en la fabricación de semiconductores. Los óxidos de compuerta —las capas aislantes que separan la compuerta de control de un transistor del canal semiconductor subyacente— suelen tener solo unos nanómetros de espesor, y controlar ese espesor es fundamental. Si son demasiado delgados, la corriente se fuga y el dispositivo se sobrecalienta. Si son demasiado gruesos, la conmutación se ralentiza, afectando negativamente al rendimiento. Verificar estas capas de forma no destructiva, con precisión nanométrica, es exactamente para lo que está diseñada la XRR.

Un estudio de 2025 sobre dieléctricos de compuerta modernos ilustra lo que está en juego: los investigadores utilizaron XRR para comparar películas de HfO₂ dopadas y no dopadas, y encontraron que incluso diferencias sutiles en la densidad de la capa interfacial y la rugosidad superficial se correspondían con cambios medibles en el rendimiento eléctrico.

Los recubrimientos funcionales ofrecen otro ejemplo. Se trata de películas protectoras, ópticas y magnéticas utilizadas en almacenamiento de energía, electrónica y fabricación. Que un recubrimiento funcione depende de su espesor, de su suavidad y de si se formó limpiamente, sin defectos en la interfaz. La XRR revela todo esto sin cortar ni dañar la muestra.

Esta importancia se extiende a las interfaces enterradas que incluso un microscopio de fuerza atómica no puede alcanzar. En un estudio de 2023 sobre una película delgada magnética emergente a temperatura ambiente, los investigadores encontraron que la rugosidad superficial medida por XRR era mayor que el valor obtenido mediante microscopía de fuerza atómica (AFM). Los autores atribuyeron esta diferencia, en parte, a la capacidad de la XRR para detectar la rugosidad en la interfaz enterrada película-sustrato, por debajo de la superficie a la que estaba limitado el AFM.

Aeris lleva la XRR de técnica especializada a práctica estándar

Tradicionalmente, la XRR se ha considerado una técnica compleja y especializada. Las configuraciones convencionales requerían una alineación cuidadosa de la muestra, reconocida desde hace tiempo como la fuente más común de error de medición de la técnica, y la investigación publicada señala que la alineación en reflectómetros comerciales es difícil de controlar y depende en gran medida de la habilidad del operador.

Las configuraciones tradicionales de XRR también han requerido normalmente sistemas dedicados de pie de suelo y ópticas especializadas, lo que ha dejado la técnica fuera del alcance de muchos laboratorios que realizan análisis rutinarios. El software avanzado de Aeris y su diseño sin alineación han cambiado eso, llevando la XRR a una plataforma de mesa compacta y accesible.

Cómo Aeris convierte la XRR en una tarea rutinaria

La clave está en combinar la medición 1D basada en marcos con una avanzada tecnología de detector 2D. En lugar de un detector de punto único, Aeris captura una imagen 2D en cada ángulo y le permite elegir cuánto integrar de ella. Esa imagen contiene la curva de reflectividad que necesita, así como información adicional en la dirección ortogonal que puede evaluarse durante el procesamiento de datos. Además, como la imagen completa está disponible, pueden obtenerse buenos datos de XRR incluso con pequeños desplazamientos de la muestra, eliminando la necesidad de una alineación cuidadosa.

El resultado es una XRR sencilla y sin alineación: simplemente cargue y mida, sin plataforma dedicada ni ópticas especializadas.

Análisis combinado de XRR y XRD; sin conmutación compleja

En la plataforma Aeris, XRR y XRD conviven en un único instrumento compacto y versátil, llevando la difracción rutinaria y el análisis de películas delgadas al mismo banco. Cambiar entre ambas técnicas requiere poco más que intercambiar una rendija: simplemente mida primero una muestra de XRD de polvo y luego una muestra de XRR inmediatamente después, y el instrumento le indicará si es necesario cambiar alguna pieza antes de continuar. Sin complejidad añadida; mínima oportunidad de error.

Para obtener una visión completa de lo que Aeris puede hacer, reviva el webinar de lanzamiento con el Dr. Martin Schreyer y el Dr. Gwilherm Nénert.

Si desea ver lo que Aeris podría hacer por su laboratorio, contacte con nuestro equipo.