Röntgendiffraktometer für Dünnschichtanalytik und Epitaxie

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Das Röntgendiffraktometer dient der Untersuchung der kristallinen Struktur von dünnen oxidischen Halbleiterfilmen (z. B. ZnO, MgO, GaN), dielektrischen Filmen (z. B. WO3, HfO2, Al2O3, SiN, SiOx), von magnetischen Halbleitern (wie ZnFe2O4, CoFe2O4), und von ferroelektrischen und multiferroischen Materialien (wie BaTiO3, BiFeO3). Ein herausragendes Merkmal der Röntgendiffraktometrie (X-ray diffraction XRD) ist die Möglichkeit, die Atomabstände in allen drei Raumrichtungen mit höchster Präzision zu messen. Mit Hilfe dieser Gitterkonstanten werden andere funktionale Materialeigenschaften deutlich besser verstanden. Bei kristallinen dünnen Filmen auf kristallinen Unterlagen können die vielfältigen Epitaxiebeziehungen von Film und Substrat untersucht werden. Die Röntgenreflektometrie (X-ray reflectometry XRR) erlaubt sehr präzise Aussagen zur Dicke, Dichte und Rauigkeit von nm-dünnen, auch amorphen Filmen. Durch röntgenografische Phasenanalyse kann die Wirksamkeit von Festkörperreaktionen für polykristalline Sinterkörper und Pulver überprüft werden, die als Ausgangsmaterial für die Dünnschicht-Abscheidung dienen. Die genannten Materialkombinationen stehen im Mittelpunkt der Forschungsaktivitäten im Sonderforschungsbereich 762 „Funktionalität Oxidischer Grenzflächen“, der Graduiertenschule „BuildMoNa“ und weiterer Projekte. Somit dient das Gerät auch der Studenten- (B.Sc. und M.Sc. Physik und IPSP) und der strukturierten Doktorandenausbildung.