Toute structure multicouche réelle présente des surfaces et des interfaces qui ne sont pas marquées atomiquement. La rugosité interfaciale et sa corrélation d'une interface à l'autre est d'une importance capitale pour de nombreuses applications. Par conséquent, la connaissance et le contrôle de la qualité des interfaces présentent un intérêt à la fois pratique et fondamental.

La diffusion de rayons X offre une méthode non destructive pour obtenir les informations des interfaces enfouies. La réflectométrie des rayons X est sensible à l’épaisseur de la couche, à la densité des matériaux et à la rugosité interfaciale. Cependant, il n'est pas possible de distinguer le gradient de masse volumique de la rugosité physique en utilisant uniquement la réflexion spéculaire. La partie incohérente diffuse d'une surface ou d'une interface rugueuse peut être mieux mesurée par la diffusion non spéculaire des rayons X. Dans l'une des analyses possibles, l'échantillon tourne à un angle de détection fixe.


Les données de diffusion diffuse révèlent les caractéristiques typiques de rugosité. Ces ailes (appelées pics de Yoneda) sur les extrémités inférieure et supérieure de la partie spéculaire indiquent la présence de rugosité. La portée des ailes à la partie spéculaire dépend de la densité de longueur de diffusion. L'analyse est effectuée en montant un modèle d'échantillon décrivant les interfaces rugueuses dans l'approximation de Born de l'onde distordue.