[XRD]X線回折法

XRD:X-ray Diffraction

装置外観

特徴

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。

  • 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

適用例

  • ポリSi・金属膜・有機膜の結晶性・配向性評価
  • ポリSi・金属膜の結晶子サイズ測定
  • 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

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2d sinθ 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。

原理

データ例

広角X線回折測定(定性)

  • 縦軸:回折X線強度:(counts/sec)⇒1秒間に検出器が取り込んだ回折X線数
  • 横軸:回折角度:diffraction angle(2θ等)⇒走査軸の角度
広角X線回折測定(定性)

得られたX線回折スペクトルはICDDデータとの比較により定性解析ができます。また、詳細な結晶性や配向性評価の場合には、ピーク分離解析をします。ご要望によっては、格子定数や歪量についても算出します。

広角X線回折測定(定性)図解

データ形式

  • PDFファイル: スペクトル・解析データ
  • TEXTファイル・Excelファイル: 数値データ・解析データ

仕様

搬入可能試料サイズ 5mm×5mm程度~8インチウエハまで、厚み(Z)20mm以下
測定領域 通常数mm×数十mm
測定必要膜厚 数nm~(元素・測定方法による)
検出深さ 数nm~数十μm(X線入射角により可変)
面間隔誤差 0.01~1 %(測定方法・光学系による)
試料必要量 粉体の場合0.1g程度

必要情報

  1. 目的/測定内容
  2. 試料情報
    (1)数量・予備試料の有無など
    (2)層構造・膜厚・表裏の判断・破壊可否など
    (3)注意事項
  3. 納期
    (1)ご希望の速報納期
    (2)注意事項
  4. その他の留意点

注意点

  • 測定試料の基板は、平坦であり、反りや大きな起伏などがないことが必要です。
  • フレキシブル基板の場合には、測定の可否を検討させていただく場合があります。
  • 室温~900℃までの加熱XRD分析も可能です。測定条件についてはお問い合わせください。
  • ビーム径数百μmでの微小部測定も可能です。
  • 測定雰囲気についてはお問い合わせください。

[XRD]X線回折法の分析事例はこちらからご覧ください。

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