Réflectométrie des rayons X (XRR)
Couches minces, surfaces et interfaces
Aeris rencontre la réflectométrie des rayons X : mesurez facilement les films minces et la rugosité de surface. En savoir plus
En savoir plusCouches minces, surfaces et interfaces
La réflectométrie des rayons X (XRR) est une technique analytique destinée à étudier les structures, les surfaces et les interfaces en couches minces en utilisant l'effet de la réflexion externe totale des rayons X.
Comprendre l’épaisseur d’un film mince peut fournir des informations clés sur les performances d’un matériau. Les oxydes de grille sont un élément clé dans le développement des semi-conducteurs. Présents sous forme de couche mince isolante, généralement de quelques nanomètres seulement, s’ils sont trop minces, un courant accru peut fuir, entraînant une surchauffe. Trop épais, et la commutation sera plus lente, entraînant des performances réduites. La XRR peut également fournir des informations clés lors de l’analyse des revêtements dans les dispositifs magnétiques, optiques et de stockage d’énergie, entre autres.
Dans les expériences de réflectométrie, la réflexion des rayons X d’un échantillon est mesurée autour de l’angle critique, généralement à incidence rasante.
En dessous de l’angle critique de réflexion externe totale, les rayons X ne pénètrent que de quelques nanomètres dans l’échantillon, tandis qu’au-dessus de cet angle, la profondeur de pénétration augmente rapidement. À chaque interface où la densité électronique change, une partie du faisceau de rayons X est réfléchie, et l’interférence de ces faisceaux partiellement réfléchis crée le motif d’oscillation observé dans les expériences de réflectivité.
À partir de ces courbes de réflectivité, des paramètres de couche tels que l’épaisseur et la densité, ainsi que la rugosité des interfaces et de la surface, peuvent être déterminés indépendamment de la cristallinité de chaque couche (monocristalline, polycristalline ou amorphe).
Figure 1 : Ajustement XRR de données extraites d’une mesure 1D basée sur des images sur Aeris, où la courbe bleue représente les données expérimentales et la courbe rouge montre le profil ajusté pour une couche d’iridium de 50 nm.
Les mesures de réflectométrie peuvent être réalisées sur les systèmes DRX Aeris (épaisseurs de 1 à 200 nm) et Empyrean (épaisseurs de 1 à 1000 nm).
Les données de réflectométrie peuvent être analysées à l’aide d’un choix de procédures d’ajustement automatique, permettant une analyse rapide et simple au sein du logiciel AMASS.
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