Development of x-ray standing waves for visualizing an atomic-scale interface of electronic materials and devices

开发用于可视化电子材料和器件的原子级界面的 X 射线驻波

• 批准号: 23600018
• 负责人: SAKATA Osami
• 金额: $ 3.49万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23600018/
• 关键词: 硬X線定在波; 界面原子配列構造; シンクロトロンX線回折; 動力学的X線回折; 高平行Ｘ線; マイクロメータX線ビーム; 非破壊構アトミックスケール造解析; 高平行X線; 非破壊構造解析; ふつうに用いられる単結晶基板

We developed an x-ray optics including one or two Si (004) channel-cut crystals, a feedback-control system for stabilizing an arc-sec angular divergence, refractive micrometer lenses, and limiting slits. A vertical angular divergence of 1.3 arc sec and a horizontal beam size of about 2 um were evaluated for 12.4 keV incident x-ray photons.We investigated a gold single crystal surface in H2SO4 solution and a thin film and nanowires epitaxially grown on a sapphire single crystal. Rocking curves of diffraction intensities and emission profiles were observed. The curves look like dynamical x-ray diffraction ones for an almost perfect crystal. Dynamical x-ray diffraction phenomena took place in the gold and sapphire substrate, which was quite surprising and unexpected.Our research outcomes indicate that one will apply the standing wave technique to a structural analysis for a surface system and buried interface of thin film on a non perfect crystal like a metal and oxide material.

我们开发了一种x射线光学系统，包括一个或两个Si（004）通道切割晶体，用于稳定弧秒角发散的反馈控制系统，折射微米透镜和限制狭缝。当入射12.4 keV的x射线光子时，垂直角散度为1.3弧秒，水平光束尺寸约为2微米。我们研究了在H2SO4溶液中的金单晶表面和在蓝宝石单晶上外延生长的薄膜和纳米线。观察了衍射强度和发射曲线的摇摆曲线。这些曲线看起来像一个几乎完美晶体的动态x射线衍射曲线。在金和蓝宝石衬底上发生了动态x射线衍射现象，这是非常令人惊讶和意想不到的。我们的研究结果表明，可以将驻波技术应用于非完美晶体（如金属和氧化物材料）表面系统和薄膜埋藏界面的结构分析。

项目成果

X線回折法で表界面・薄膜・ナノ構造で何が分かるか/ Surface, thin film, and nano structural information obtained using x-ray diffraction

使用 X 射线衍射获得表面、薄膜和纳米结构信息

• 发表时间: 2012
• 期刊: 日本結晶学会誌
• 作者: G. Purohit;Prithvi Singh;Vinod Patidar;Y. Azuma;and K. K. Sud;Yoshiro AZUMA;坂田修身
• 通讯作者: 坂田修身

X線回折法で表界面・薄膜・ナノ構造で何が分かるか / Surface, thin film, and nano structural information obtained using x-ray diffraction

使用 X 射线衍射获得表面、薄膜和纳米结构信息

• 发表时间: 2012
• 期刊: JOURNAL OF THE SURFACE SCIENCE SOCIETY OF JAPAN
• 作者: G. Purohit;Prithvi Singh;Vinod Patidar;Y. Azuma;and K. K. Sud;Yoshiro AZUMA;坂田修身;坂田修身
• 通讯作者: 坂田修身

ふつうの結晶性基板との界面の構造解析に硬X線定在波法を適用する試み

硬X射线驻波法应用于普通晶体基体界面结构分析的尝试

• 发表时间: 2011
• 作者: 坂田修身;今井康彦;中村将志
• 通讯作者: 中村将志