Aeris 已進化。桌上型 X 光反射率測量從未如此簡單。

我們最近在更新版 Aeris 儀器上推出了 X 光反射率測量（XRR）功能。這項演進與 Aeris 的樣品更換器相容，讓反射率測量變得更簡單，無需專用平台或複雜對準。

在發表網路研討會中，我們的專家 Dr. Martin Schreyer 和 Dr. Gwilherm Nénert 示範了 Aeris 如何在不需要複雜重新配置的情況下執行 XRR。這種易用性為各行各業的實驗室開啟了薄膜與表面分析的大門——從鍍膜到電池、半導體等領域皆然。

以下是你需要知道的重點。

重點摘要

1. XRD 告訴你材料是什麼；XRR 告訴你它的表面特性。XRD 可辨識晶體結構與相，而 XRR 則量測表面層級的特性，包括厚度、密度與粗糙度。
2. 透過 Aeris，你可以在同一平台上執行 XRR 與 XRD，並以最少的調整在兩種技術之間切換。
3. 傳統 XRR 需要仔細的樣品對準，這會增加量測時間，也可能導致與操作者相關的差異。使用 Aeris，只需放入樣品並量測——不需要專用平台或特殊光學元件。
4. Aeris 在每個角度都會擷取完整的 2D 影像，而不是單一資料點，讓你同時取得反射率曲線，以及在正交方向上的額外結構資訊，並可控制要整合其中多少資訊。

在薄膜分析中，精準度不容妥協

XRR 的關鍵用途在於表徵薄膜。在許多應用中，幾奈米的差異就可能決定是達到最佳效能，還是產品失效。

以半導體製造為例。閘極氧化層——也就是將電晶體控制閘與下方半導體通道分隔開的絕緣層——通常只有奈米級厚度，而控制這個厚度至關重要。太薄，電流會漏穿而使元件過熱；太厚，切換速度就會變慢，進而影響效能。以奈米級精度、非破壞性地驗證這些層，正是 XRR 的專長。

一項 2025 年關於現代閘極介電層的研究說明了其中的關鍵性：研究人員使用 XRR 比較摻雜與未摻雜的 HfO₂ 薄膜，發現即使是界面層密度與表面粗糙度的細微差異，也會對電性表現產生可量測的改變。

功能性鍍膜也是另一個例子。這些是廣泛應用於儲能、電子與製造領域的保護性、光學與磁性薄膜。一層鍍膜是否能發揮作用，取決於其厚度、平滑度，以及界面是否形成乾淨、沒有缺陷。XRR 能在不切開或損傷樣品的情況下揭示這一切。

這種重要性也延伸到原子力顯微鏡無法觸及的埋藏界面。在一項針對新興室溫磁性薄膜的 2023 年研究中，研究人員發現，XRR 量得的表面粗糙度高於原子力顯微鏡（AFM）得到的數值。作者將此差異部分歸因於 XRR 能夠感測埋藏在薄膜-基板界面處、而 AFM 只能量測到表面範圍內的粗糙度。

Aeris 讓 XRR 從專門技術走向日常實務

XRR 傳統上一直被視為一項複雜的專門技術。傳統系統需要仔細對準樣品，而這長期被認為是該技術最常見的測量誤差來源；已發表研究指出，商用反射儀上的對準不易控制，而且高度依賴操作人員的熟練度。

傳統 XRR 系統通常也需要獨立的落地式設備與特殊光學元件，使得許多進行例行分析的實驗室難以採用這項技術。Aeris 的先進軟體與免對準設計改變了這一點，將 XRR 帶入更緊湊、易於使用的桌上型平台。

Aeris 如何讓 XRR 成為例行工作

關鍵在於將基於影格的 1D 量測與先進的 2D 偵測器技術結合。Aeris 不採用單點偵測器，而是在每個角度擷取 2D 影像，並讓你選擇要整合其中多少資訊。該影像同時包含你所需的反射率曲線，以及可在資料處理時評估的正交方向額外資訊。此外，由於可以取得完整影像，即使樣品有些微位移，也能獲得良好的 XRR 資料，無需仔細對準。

結果就是簡單、免對準的 XRR——只需放入樣品並量測，不需要專用平台或特殊光學元件。

結合 XRR 與 XRD 分析；無需複雜切換

在 Aeris 平台上，XRR 與 XRD 以一台緊湊且多功能的儀器並列配置，讓例行繞射與薄膜分析可在同一工作檯上完成。兩種技術之間的切換幾乎只需要更換狹縫：先量測粉末 XRD 樣品，接著直接量測 XRR 樣品，而儀器會在你繼續之前提示是否需要更換零件。沒有額外複雜性；也大幅降低出錯機會。

若想完整了解 Aeris 的能力，可回看發表網路研討會，其中由 Dr. Martin Schreyer 與 Dr. Gwilherm Nénert 主講。

如果你想了解 Aeris 能為你的實驗室帶來什麼，請聯絡我們的團隊。