XRD（X線回折法）
X-ray Diffraction
一定波長のX線を分析試料に照射すると、散乱されたX線は、物質の原子・分子の配列状態によって、物質特有の回折パターンを示します。XRDは、この回折パターンから物質を構成している成分の格子定数を知る手法です。
特徴
- 結晶性物質の同定が可能
- 結晶性・配向性の評価が可能
- 非破壊で分析が可能
- 歪み量・応力の評価が可能
- 絶縁物の測定も可能
原理
結晶にX線を照射すると、結晶中の各原子によりX線が散乱されます（散乱X線）。X線が単色であれば、散乱X線は干渉し合い、特定の方向に強い回折X線が生じます。
図のような多数の格子面からの散乱X線の干渉の場合、散乱X線が強め合う方向は隣り合う面（例えば第1面と第2面）の間隔による行路差（−）に依存します。
原子の間隔（格子面間隔）をd、入射角をθとした場合、第1面と第2面の行路差は 2dsinθ となります。行路差が入射X線の波長λの整数倍の時強め合い、次式が成り立ちます。
入射光学系に放物面形状の人工多層膜を採用することにより、高輝度の平行ビームが得られ、極薄膜（数nm〜）の測定が可能となります。
また、高分解能光学系および高精度4軸ゴニオメータを採用し、逆格子マッピングや格子定数の高精度測定が可能となります。
データ例
広角X線回折スペクトル（上）とライブラリ検索結果（下)
適用例
- poly-Si・金属膜・有機膜の結晶性・配向性評価
- poly-Si・金属膜の結晶子サイズ測定
- SOI・SGOIの歪み評価
- high-k膜・Niシリサイド（NiSi）・Tiシリサイド（TiSi）の結晶構造解析
- リチウムイオン二次電池電極材料の劣化評価
分析事例
