english version

 

Продукция - "Минилаб -  6"      (нанотехнологии, наноматериалы, наноматериаловедение) рентгеновский рефлектометр

 

МИНИЛАБ - 6

Аналитическая система для исследования наноструктур

Введение

 

               Рентгеновская рефлектометрия широко используется в современной науке и технологии для диагностики сверхгладких пленок нанометровой толщины – определения толщины слоев и шероховатости поверхностей, периода многослойных наноструктур и плотности поверхностных слоев. Рентгеновский рефлектометр «МиниЛаб-6», изготовленный Институтом рентгеновской оптики (ООО «ИРО»), является в настоящее время наиболее мощным прибором в своей области  благодаря его уникальной конструкции, обеспечивающей возможность одновременных измерений на нескольких длинах волн. Рентгеновский рефлектометр разработан специально для изучения тонких пленок, их поверхностей и переходных слоев. Но благодаря гибкой схеме  на приборе могут выполняться стандартные  рентгеновские измерения.

              Рентгеновский рефлектометр Института рентгеновской оптики основан на последних разработках в области полупрозрачных монохроматоров, поликапиллярной оптике Кумахова и уникальной запатентованной конструкции. Мы представляем настоящую Минилабораторию с не имеющей аналогов комбинацией аналитических возможностей.

 

Комплекс рентгеновских измерительных систем

 

5  основных методик:

 

¨      Рефлектометрия

¨      Дифрактометрия

¨      Рефрактометрия

¨      Малоугловое рассеяние

¨      Рентгено-флуоресцентный анализ

 

Попробуйте и воспользуйтесь преимуществами одновременных измерений на нескольких длинах волн.

Технические характеристики

Определяемые параметры:

 ¨      Поверхностная и межслоевая шероховатости (до 0.05 нм)

¨      Толщины тонких слоев (1 – 300 нм)

¨      Период структуры (от 0.1 нм)

¨      Плотность поверхностного слоя            

¨      Радиус и концентрация наночастиц   

¨      Состав слоев      

¨      Радиус кривизны (вплоть до 300 м)

¨       Период многослойных структур

 

 

Программное обеспечение для:

◊ системы управления прибором

◊ тестовой системы

◊ обработки данных рефлектометрии и рефрактометрии

◊ база данных по параметрам кристаллической решетки (по дополнительному запросу)

Гониометр:

Минимальный угловой шаг – 0.00020 (0.7”)

Угловой диапазон – 1450 (2q - ось детектора);    - 1800 ( w - ось образца)

Линейное перемещение образца – диапазон 100 мм, шаг 2.5 мкм

Максимальный диаметр образца – 200 мм 

Питание рентгеновской трубки:

Диапазон регулирования анодного напряжения -10-45 kV

Максимальная мощность – 300 Вт (500 Вт по дополнительному запросу)

Стабилизация мощности – 0,01%

Замкнутая система охлаждения дистиллированной водой

 

Детектирующая система:

◊ 3 сцинтилляционных канала

◊ Si энергодисперсионный детектор с системой охлаждения     Пельтье

 

 

Размеры, мм (длина x ширина x высота):

◊ Рефлектометр с опорной плитой - 1100 х 690 х 450

◊ Рабочий стол – 1200 ´ 700 ´ 780

◊ Прибор в защитном кожухе – 1230 ´ 980 ´ 1240

 

 

Вес системы, кг:

◊ Рефлектометр с опорной плитой– 35

◊ Прибор в защитном кожухе – 135

Новая запатентованная рентгено - оптическая схема
рентгеновской минилаборатории

Спектральные линии выделяются из рентгеновского пучка при помощи полупрозрачных монохроматоров, установленных в соответствующие брегговские углы. Рентгено-оптическая схема обеспечивает одновременное измерение на двух спектральных линиях (стандартный анод) и на трех линиях в случае составного анода.

Некоторые примеры применения

Изучение окисных слоев нанометровой толщины

Опция1:

Относительная рентгеновская рефлектометрия

 

В настоящее время возможно только на «МиниЛаб-6»

 

Уникальный метод увеличения контраста

ПРИМЕР 1      Регистрация очень тонких окисных слоев

 

Описание образца

Подложка: кремниевая пластина

Пленка: Ni (900 нм), нанесенная магнетронным распылением

Находится на воздухе в течение 3 месяцев после изготовления.

 

Рис.1. Угловая зависимость отношения интенсивностей отраженного излучения на линиях CuK a и CuKb I(CuKa)/I(CuKb):

точки –эксперимент, сплошная кривая – расчетная кривая для случая вакуум – поверхность никеля.

 

ПРИМЕР 2          Исследование ионно - имплантированных слоев      

Описание образца

Подложка: Si  пластина с окисным слоем толщиной 42.5 нм

F+ - 40 кэВ, D=9,25х 1015 ион/см2

Рис.2. Угловая зависимость интенсивности отраженного излучения образца кремния, имплантированного ионами F+  при l1=0,154 нм (1) and l2=0,139 нм (2)

Рис. 3. Угловая зависимость отношения коэффициентов отражения R(l1)/R(l2) для образца кремния, имплантированного ионами F+  при l=0,154 нм и l=0,139 нм (2)

 

Появление контраста  в угловой зависимости отношения      
R a / Rb в области 2q<1o.

Опция 2:

Дифрактометрия

 

ПРИМЕР     2          

Схема

фокусировки по Брегг-Брентано

Образцы– порошки аспирина и цеолита

Источник рентгеновского излучения – 28 кВ, 10 мА

Рис. 2. q-2q дифрактограмма порошка аспирина.

ПРИМЕР 2          Исследование ионно - имплантированных слоев       Уникальный метод увеличения контраста

ПРИМЕР     3         

Провepка воспроизводимости

Две дифрактограммы цеолита, снятые с двухчасовым интервалом:
первая – сплошная линия, вторая - точки.

 

Опция 3:

Рентгеновская флюоресценция

 

ПРИМЕР  4         

Образец:

диск магнитной памяти CD

Детектор: кремниевый полупроводниковый детектор, 7 мм2

Источник излучения: Рентгеновская трубка с медным анодом, 30 кВ, 1 мА

Система коллимации: поликапиллярная линза Кумахова, фокус диаметром 400 мкм.

Рис. 4. Спектр рентгеновской флуоресценции магнитного диска памяти CD.

Опция 4:

Рентгеновская рефракция

В настоящее время возможно только на МиниЛаб-6 MiniLab

ПРИМЕР  5         

Описание образца

Подложка: Si пластина

Двухслойная структура: углерод C(33 нм) - Ni (120 нм), нанесенная термическим распылением

Прямое определение плотности тонкой поверхностной пленки

Рис. 5. Рефрактограмма двухслойной структуры  C-Ni/Si, угол скольжения Θ=-0,08o.

 

А.Г. Турьянский, А.В. Виноградов, И.В. Пиршин, Двухволновой рентгеновский рефлектометр. Приборы и техника эксперимента, 1999, №1, с.105-111. - Статья

 

Опыт практической эксплуатации МИНИЛАБ-6  Презентация

Статьи     Книги и Патенты      Рентгенооптические приборы        Рентгенооптические системы          Награды     

Продукция    Новые разработки    Выставки и Конференции      МузейИРО       Контакты

 

>>Новые разработки

 

 

 

 

 

>>Поколения рентгеновских линз

 

1-е поколение

 

 

 

 

 

2-е поколение

 

 

 

 

 

3-е поколение

 

 

 

 

 

4-е поколение

 

 

 

 

 

5-е поколение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диплом SPIE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рентгенооптические приборы

 

Рентгенооптические системы

 

Новые разработки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продукция

 

Новые разработки

 

 

 

 

 

 

    Капиллярная оптика

Институт Рентгеновской Оптики:   рентгеновская оптика , нейтронная оптика, оптика Кумахова

Нанотехнологии