X線回折(XRD)サービス

テクニックノート

典型的なデータ

XRD 多くのサンプルの種類や材料にわたって、非常に幅広い用途があります。 より具体的な例については、当社のXRDアプリケーションノートを参照してください。 一般的なXRDアプリケーションはフェーズIDです。 以下に示すのは、TiOからの回折パターンです。2 サンプル。 XRD結果は、試料がTiOのルチル(31.4%)とアナターゼ(68.6%)相の両方を含むことを示した。2. 作曲 結果は(理想的には)O:Tiの2:1比を示すが、TiOのこれらの異なる相2 物理的性質と電子的性質が異なるため、どの相が存在するかを知ることが非常に重要です。

ルチルとアナターゼのブレンド

酸化チタン(TiO2)のXRD位相解析 TiO2は、31.4%ルチル相と68.6%アナターゼ相で構成されています。

酸化チタン(TiO)のXRD位相解析2) TiO2 31.4%ルチル相と68.6%アナターゼ相からなる。

原則

XRD分析において、試料は特定の既知の波長の平行X線ビームに曝される。 材料が結晶質である場合、それは原子配列の繰り返し単位(単位セル)を有する三次元秩序または「構造」を有する。 X線は結晶材料の繰り返し格子間隔によって回折されるのに対して、それらは単に非晶質材料によって散乱される。 X線回折は、ブラッグの法則によって定義される格子間隔に関して特定の角度(XNUMXθ)で起こる。

nλ = XNUMXdsinθ

ここで、nは反射の次数を表す整数、λはX線の波長、dは対象となる結晶面の格子間隔、θは回折角である。 格子間隔のいかなる変化または相違も回折線の対応するシフトをもたらす。 その結果、X線回折パターンは、所与の材料中の周期的原子配列の指紋である。 試料中に存在する相を同定/定量化するために、回折パターンを既知の材料からのパターンの大きなライブラリーに対してチェックすることができる。

一般的なアプリケーション

他のほとんどの分析技術は元素情報または分子情報を提供する傾向がありますが、XRDは結晶情報を提供します。

  • 結晶相の同定/定量
  • 平均結晶子サイズ、ひずみ、または微ひずみ効果の測定
  • パーセント 結晶性 対アモルファス成分
  • テクスチャ(配向):微結晶の優先配向
  • 合金含有量を定量化するための格子定数の決定
  • 残留応力 - 格子圧縮または膨張高分解能XRD(HRXRD) - エピタキシャル層の組成、面内外のひずみ
  • SAXS - 凝集粒径とスペーシングのための小角X線散乱
  • 高温X線回折 - その場相変化測定

強さ

  • 結晶材料に関する豊富な独自情報を提供
  • Grazing Incidence-XRDを使用して、材料の大部分(50µm-1cmの深さ)、または表面のみ(50-1000nm)をサンプリングします。
  • 特定の結晶相を一意に識別できる
  • 格子間隔を測定できる
  • 最大300mmまでのフルウエハを分析できます
  • サンプル前処理の必要条件
  • すべての分析に周囲条件を使用して非破壊的

制限

  • 一般的な検出限界〜1%
  • 非晶質成分を特定できない
  • 深さに関する情報は限られています(深さプロファイルなし、ただしGrazing Incidence-XRDを使用して薄層の感度を高めることができます)。
  • 最小スポットサイズは〜30µm

テクニック比較

XRDは、次のような一括分析手法を補完するものです。 グロー放電質量分析, 誘導結合プラズマ発光分析 (または質量分析)、そして 蛍光X線。 これらの他の技術は組成情報を提供するが、XRDは材料のより完全な特徴付けを提供するのを助ける結晶性情報を提供する。 試料がXRDによって同定することができない非晶質成分を有する可能性があるので、それ自体ではXRDは明白な組成情報を提供することができないことに留意すべきである。 XRDは、薄膜分析に使用される以下のような他の技術と組み合わせると非常に強力になる可能性があります。 ラザフォード後方散乱分光法, AES 影響により X線光電子分光法。 XRDは、RBS、Auger、またはXPSの組成結果を補完するために、位相、配向、およびその他の結晶情報を提供できます。 XRDは、これらの技術よりもはるかに深く探査する傾向があり、斜入射(GI − XRD)が技術の表面感度を高めるために使用されない限り、より多くのバルク情報を提供する。

EAGでのXRD

EAGには、私たちのラボのネットワーク内に5つのXRDシステムがあります。 当社の機器のうち3台には、分析要件に応じて簡単に交換できる光学モジュールが装備されています。 これにより、粉体、コーティング、薄膜、スラリー、加工部品の高品質分析、さらにはエピタキシャル膜の高分解能分析も可能になります。 2つのシステムにはマイクロビームX線源があり、非常に小さいサンプルまたは特定の場所の分析を可能にします。 これらのツールには、完全なテクスチャ解析を可能にする面積検出器もあります。

商品説明

X線回折(XRD)は結晶材料を特徴付けるための強力な非破壊的技術である。 他のほとんどの分析技術はサンプルから元素または分子の情報を提供しますが、XRDは構造、結晶相、優先結晶方位(集合組織)、および結晶サイズ、結晶化度、ひずみなどの他の構造パラメータに関する多種多様な情報を提供します。 、応力、および結晶欠陥。

XRDアイコン

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