蛍光X線強度の取り出し角分布測定による金属薄膜ならびに基板界面の非破壊分析

通过测量荧光X射线强度的提取角分布对金属薄膜和基底界面进行无损分析

基本信息

批准号：
05750021
负责人：
辻幸一
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

平成5年度科学研究費(一般研究A)によりマルチチャンネルアナライザーなどを購入し、金属薄膜から発せられる蛍光X線の取り出し角度分布測定を行った。また、実験と平行して薄膜内の電場強度分布を計算し、蛍光X線強度の取り出し角依存性について数値シュミレーションを行った。その結果、取り出し角度依存蛍光X線分析法(Take-off angle-dependent X-ray fluorescence spectrometry;TADXRF)は、次のような特徴を有することが明らかとなった。1.大気中で非破壊的に薄膜のキャラクタリゼーションが可能である。シュミレーション結果を実験結果にフィットさせることにより、薄膜の膜厚・密度・存在状態・ラフネスなどを求めることができる。2.解析可能な膜厚の範囲は0nmから数100nmであり、長周期的なラフネス(そり・うねり)は実験結果に大きく影響を与えるが、短周期のラフネス(微視的な凸凹)はあまり影響を与えないことが判った。3.蛍光X線強度の取り出し角度分析は、一次X線の試料基板への入射角度に大きく依存することが明らかとなった。よって、一次X線の入射角度と蛍光X線の取り出し角度の二つの角度を制御することにより、より厳密な薄膜の分析が可能であることが判った。4.一次X線の入射角度と蛍光X線の取り出し角度の二つの角度をいずれもX線全反射臨界角度以下に設定することにより、X線の進入深さ、観測深さを数nm以下に限定でき、極最表面の分析が可能である。

我们利用1993年科研基金（一般研究A）购买了多道分析仪等设备，测量了金属薄膜发射的荧光X射线的提取角分布。此外，在实验的同时，我们计算了薄膜内的电场强度分布，并对荧光X射线强度对提取角度的依赖性进行了数值模拟。结果表明，依赖起飞角的X射线荧光光谱法（TADXRF）具有以下特征。 1. 可以在大气中无损地表征薄膜。通过将模拟结果与实验结果进行拟合，可以确定薄膜的厚度、密度、存在状态、粗糙度等。 2、可分析的膜厚范围从0nm到数百nm，长周期粗糙度（翘曲和波纹度）对实验结果影响较大，但短周期粗糙度（微观不均匀度）对实验结果影响较大发现对实验结果没有影响。 3. 很明显，荧光X射线强度的提取角分析很大程度上取决于初级X射线对样品基板的入射角。因此，发现通过控制初级X射线的入射角和荧光X射线的提取角两个角度，可以更精确地分析薄膜。 4. 通过将主X射线的入射角和荧光X射线的出射角均设置在X射线全反射的临界角以下，可以将X射线进入和观察的深度减小到几个nm或更少，可以分析最外层的表面。