Kamal Mundoli

Tof-ERDA-mittaus soveltuu kiinteiden näytemateriaalien alkuainekoostumuksen kvantitatiiviseen määritykseen ja syvyysprofilointiin. ToF-ERDA havaitsee kaikki alkuaineet ja vedyn eri isotoopit. Menetelmä tuottaa alkuainekohtaiset syvyysprofiilit määrittämällä kunkin alkuaineen pitoisuuden eri syvyyksillä näytteessä. Tyypillisesti detektioraja on 0,1–0,5 atomiprosenttia ja syvysresoluutio 5–20 nm. Menetelmä soveltuu 20–500 nm paksuisten ohutkalvojen analysointiin. Näytteen pinnan on oltava sileä, ja sen karheuden on oltava alle 10 nm, jotta mittaus pystytään suorittamaan. Menetelmä on luontaisesti kvantitatiivinen, kun analysoidaan ohutkalvoja tyypillisillä substraateilla, kuten pii (Si), galliumnitridi (GaN), piikarbidi (SiC), galliumarsenidi (GaAs) tai indiumfosfidi (InP). Siksi referenssinäytteitä ei tarvita kvantitatiivisten tulosten saamiseksi. Tämä tekniikka on erityisen hyödyllinen kevyiden alkuaineiden analysoinnissa. Normaalien TOF-ERDA mittausten lisäksi suoritamme myös LI-ERDA-mittauksia (tunnetaan myös nimellä Foil ERDA) vedyn isotooppien määrittämiseksi matalina pitoisuuksina. LI-ERDA:lla saavutetaan tyypillisesti 0.01 atomiprosentin määritysrajat vedyn isotoopeille ja päästään joidenkin materiaalien osalta jopa 1 nm syvyysresoluutioon. LI-ERDA:lla ei voida määrittää muita alkuaineita samanaikaisesti vedyn kanssa.

Röntgenheijastuvuuden mittaus eli XRR-analyysi, jolla voidaan määrittää ohutkalvon tiheys (g/cm3), paksuus (nm) ja karheus (nm). Menetelmä soveltuu yksittäisten tai monikerroksisten ohutkalvojen karakterisointiin, sillä se tarjoaa tietoa näytteen yksittäisten kerrosten paksuudesta ja tiheydestä sekä rajapintojen karheudesta. Suurin mittaustarkkuus paksuuden määrityksessä saavutetaan näytteille, joissa kalvon tai kalvopinon yhteenlaskettu paksuus on enintään 150 nm ja pinnan karheus on alhainen (<5 nm). Paksumpia kalvoja ja pinnoitteita (jopa ~5 µm) sekä karkeampia pintoja voidaan myös karakterisoida, mutta kalvon tai kalvopinon paksuuden ja karheuden kasvaessa paksuuden määrityksen tarkkuus heikkenee tai siitä tulee mahdotonta XRR:lla. >150 mm kiekot leikataan yleensä paloiksi XRR mittausta varten. Kerrothan tarjouspyynnön yhteydessä, jos näytteesi on kasvatettu yli 150 mm kiekoille, joita et halua leikattavan. Saatavilla oleva lämpötila-alue XRR-mittauksille on 25–1100 °C, ja kiteisyyttä voidaan tutkia lämpötilan funktiona. Mittaukset voidaan suorittaa normaalissa ilmassa, inertin kaasun alla tai tyhjiössä. Käytettävissä ovat seuraavat laitteet: Rigaku SmartLab, Panalytical X'Pert Pro MRD, Bruker D8 Discover.

Analyysissa näytteen pinnankarheus (RMS) määritetään atomivoimamikroskoopilla (AFM). Useimmiten käytetään Bruker Dimension Icon -laitteistoa. Tyypillinen analyysi kattaa kolme mittauspistettä. Mittausalueena käytetään 5 x 5 mikrometriä, ellei toisin sovita. Testiraportti sisältää RMS-arvon lisäksi 2D kuvan, 3D kuvan ja raakadatan.

Ohutkalvonäytteiden röntgendiffraktio (GI-XRD) + röntgenheijastavuus (XRR) -yhdistelmäanalyysi. Mittausten tuloksena saadaan seuraavat tiedot. XRR: Tiheys (g/cm³), Paksuus (nm), Karheus (nm). GI-XRD: XRD-spektri ja faasi(en) tunnistus, Kiteisyys, kidekoko, hilaparametrit ja jännitys faasille HUOM. Nämä parametrit voidaan määrittää vain, jos näyte on erittäin kiteinen. Jos kiteisyys on riittämätön, parametrien määritys ei aina ole mahdollista.. Huomioita sopivista näytteistä XRR Menetelmä soveltuu yksittäisten ja monikerroksisten ohutkalvojen karakterisointiin. Se antaa tietoa yksittäisten kerrosten paksuudesta, tiheydestä sekä kerrosten rajapintojen karheudesta. Suurin tarkkuus saavutetaan tyypillisesti näytteille, joissa pintakerroksen paksuus on 1–150 nm ja RMS-karheus alle 5 nm. Paksumpia ja karheampia kalvoja voidaan myös mitata, mutta mittaustarkkuus heikkenee kalvon paksuuden ja karheuden kasvaessa. GI-XRD Soveltuu lähtökohtaisesti kaikille ohutkalvoille, jotka täyttävät XRR-näytteiden vaatimukset (yllä). Ainoa erityisvaatimus on tutkittavien faasien kiteisyys. Vain kiteisistä faaseista saadaan XRD-dataa. Saatavilla olevat mittausolosuhteet Oletuksena GI-XRD- ja XRR-mittaukset suoritetaan huoneenlämmössä ja huoneilmassa. Mittauksia voidaan tehdä myös 25–1100 °C:n lämpötiloissa, jolloin voidaan tutkia ominaisuuksia lämpötilan funktiona. Mittaukset voidaan suorittaa suojakaasun alla tai tyhjiössä. Olethan yhteydessä asiantuntijoihimme, jos haluat ostaa mittauksia tai sinulla on kysyttävää mittausparametreihin tai näytteiden sopivuuteen liittyen.