Рентгенооптические методы - полное внешнее отражение с учетом рассеяния и микроскопия - в анализе границ раздела конденсированных фаз тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.18, доктор физико-математических наук Асадчиков, Виктор Евгеньевич

• Асадчиков, Виктор Евгеньевич
• доктор физико-математических наук
• 2003

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Асадчиков, Виктор Евгеньевич

Введение

Часть 1.

Глава 1. Рентгеновская рефлектометрия для исследования структуры материалов (литературный обзор)

1.1. Отражение рентгеновской волны от гладкой поверхности.

1.2. Глубина проникновения излучения и интерференция на тонких пленках

1.3. Отражение от многослойных покрытий.

1.4. Влияние приповерхностного переходного слоя и шероховатости поверхности

1.5. Диффузное рассеяние и шероховатость поверхности

1.6. Обратная задача в рефлектометрии

1.7. Экспериментальные установки

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Рентгенооптические методы - полное внешнее отражение с учетом рассеяния и микроскопия - в анализе границ раздела конденсированных фаз»

8.2. Контактная микроскопия 146

8.3. Зонные пластинки Френеля для рентгеновского излучения 160

8.4. Заключение 168 Глава 9. Рентгеновский микроскоп Шварцшильда 169

9.1. Введение 169

9.2. Объектив Шварцшильда 172

9.3. Эксперименты и обсуждение 173 9.4.3аключение 182

Глава Ю.Экспериментальная установка для контактной микроскопии и работы с рентгенооптическими элементами 183

10.1. Малоугловой дифрактометр АМУР-1 183

10.2. Формирование пучка 184

10.3. Модернизация дифрактометра АМУР-1 185

10.4. Возможные схемы эксперимента 188

10.5. Примеры использования модифицированного дифрактометра АМУР-1 198

10.6. Заключение 199 щ з

Заключение диссертации по теме «Кристаллография, физика кристаллов», Асадчиков, Виктор Евгеньевич

1.8 Заключение

В этой главе были рассмотрены возможности метода рентгеноской рефлетомерии для исследования структуры материалов. Следует указать, что к настоящему времени создан (в том числе с использованием описанных методов) ряд рентгенооптических элементов, предназначенных для изменеия свойств формируемого рентгеновского пучка в диапазоне длин волн от нескольких сотых до нескольких десятых долей нанометра. Эти элементы предназначены главным образом для фокусировки пучка, либо наооборот для формировния параллельных (нерасходящихся пучков). Это линза Кумахова, Гебель, многоэлементные зеркала скользящего падения, оптика Франкса.

С такими целями можно использовать и рентгенооптические элементы, пригодные для формирования неискаженных рентгеновских изображений. Рассмотрение свойств этих элементов (многослойных рентгеновских зеркал нормального падения, зонных пластинок Френеля, многолементных преломляющих линз) будет проведено во второй части данной работы.

Сейчас же сформулируем круг задач, решаемых в первой части работы. Здесь будут рассмотрены особенности взаимодействия жесткого рентгеновского излучения со слабошероховатыми поверхностями. Теоретически и экспериментально обоснованность возможность исследования шероховатости поверхности, как в случае, когда диэлектрическая проницаемость на границе раздела меняется скачком, так и при наличии приповерхностного переходного слоя переменной плотности. Представлены возможности метода рентгеновскогорассеяния для исследавания взаимной коррелированности поверхностей пленки и подложки, на которую она нанесена. Наконец проведено описание рассеяния в мнослойных структурах с учетом межслоевой шероховатости, что особенно важно при рассчете коэффициентов отражения для таких структур.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Асадчиков, Виктор Евгеньевич, 2003 год

1. М.А. Kumahov. Status of x-ray polycapillary optics. Proc. SPIE, v.2515, (1995), p. 86-102

2. РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ БИБЛИОТЕКА

3. New Gobel mirrors of the third generation, Bruker AXS Inc., Technical specification, 2000, http://www.bruker-axc.com.

4. Max-Flux Optics, Osmic Inc., Technical specification, 2000, http://www.osmic.com.

5. V.W.Arndt. Focussing optics for laboratory sources in X-ray crystallography. Journal of applied crystallography, v.23, (1990), part3, pp.161 168

6. Э.Г.Арутюнян, Д.М.Хейкер, М.В.Ковальчук, Ю.Н.Шилин, В.А.Шишков. Станция белковой кристаллографии на источнике синхротронного излучения «Сибирь 2». Поверхность. Рентгеновские синхротронные и нейтронные исследования. №12, 1999, сс. 88 941. Глава 2

7. Описание экспериментальной установки, методики эксперимента и обработки экспериментальных данных

8. Экспериментальная установка

9. Принципиальная схема установки приведена на рис.2.1. Прибор создан на базе стандартного гониометра трехкристалльного рентгеновского спектрометра (ТРС) 103.

10. В экспериментах, описанных в данной работе, использовалась рентгеновская трубка с медным анодом 1,5БСВ23-Си. Использовалосьизлучение Си К (А,=0.15405 нм). Хотя для поставленных нами целейможно использовать и другую длину волны.

11. Рис.2.2. Экспериментальная зависимость регистрируемой детектором интенсивности I(ds) от ширины приемной щели детектора (кружки). По оси абсцисс отложены значений ds на лимбе щели.

12. Регистрация излучения производится стандартным сцинтилляционным счетчиком 6 (БДС-8-05), в качестве входной апертуры которого использована щель Sa . Ширина этой щели может меняется от 0 до 2 мм с шагом 0.002 мм.

13. Рис.2.3. Общий вид установки с установленной на ней технологической планшайбой

14. Рис.2.4. Угловая зависимость интесивности первичного пучка без вакуумного объема (1) и в случае его применения (2)

15. Рис.2.5 Угловые зависмости интенсивности первичного пучка, измеренные (с одинаковыми ослабительными фильтрами) в течение пятидней

16. Методика проведения эксперимента 2.2.1. Измерение коэффициента отражения

17. Сам эксперимент по определению угловой зависимости коэффициента отражения проводится по традиционной схеме в 9 29 геометрии.

18. По такой же схеме проводилось измерение коэффициентов отражения тонких слоев и многослойных покрытий.22.2. Измерение индикатрисы рассеяния

19. В месте изменения режима питания трубки производилось повторное сканирование прилежащего участка кривой (обычно 5 — 7 точек), и коэффициент пересчета вычислялся как среднее арифметическое коэффициентов в каждой точке.