全反射相關(guān)的X射線熒光分析技術(shù)及其應(yīng)用.pdf

1、基于X射線全反射現(xiàn)象，在常規(guī)X射線熒光分析的基礎(chǔ)上成功研制了用于薄膜多層膜元素深度分布研究和微結(jié)構(gòu)表征的掠入射X射線熒光(GI-XRF)分析系統(tǒng)及掠出射X射線熒光(GE-XRF)分析系統(tǒng)。兩套分析系統(tǒng)均為國(guó)內(nèi)首臺(tái)。建立了GI-XRF和GE-XRF分析系統(tǒng)的評(píng)測(cè)方法，并應(yīng)用兩種分析系統(tǒng)對(duì)多種類型薄膜進(jìn)行了微結(jié)構(gòu)分析。 用GaAs晶片作標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì)GI-XRF分析零度角測(cè)量方法進(jìn)行了評(píng)測(cè)，結(jié)果顯示，用遠(yuǎn)距離狹縫確定的零度角是準(zhǔn)確的。用

2、Ge晶片對(duì)GI-XRF分析系統(tǒng)進(jìn)行了評(píng)測(cè)，結(jié)果顯示，系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，穩(wěn)定性高，重復(fù)性好，能夠滿足GI-XRF分析的要求。分析平臺(tái)拆裝簡(jiǎn)單，可以多維調(diào)節(jié)，既適用于常規(guī)光源也適用于同步輻射光源。標(biāo)稱結(jié)構(gòu)為[Si(substrate)/Ru(50(A))/NiFe(40(A))/TrMn(120(A0)/CoFe(40(A))/Ru(21(A))/CoFeB(40(A))/Ru(50(A))]磁性隧道結(jié)多層膜的GI-XRF分析結(jié)果顯示GI-XR

3、F分析系統(tǒng)具有較高的深度分辨能力。 用GI-XRF分析方法研究了三種典型厚度Ta緩沖層的和兩種厚度Bi插入層的、不同熱處理狀態(tài)的FePt系列薄膜的元素深度分布及微結(jié)構(gòu)特征，結(jié)合磁性能的測(cè)試分析，揭示了磁性能變化的微結(jié)構(gòu)原因。并結(jié)合XRR分析方法對(duì)三種典型厚度Ta緩沖層的FePt系列薄膜500℃退火后的GI-XRF曲線進(jìn)行了定量擬合計(jì)算。在Ta層或Bi層上濺射制備FePt層時(shí)部分非晶的Ta或Bi原子向FePt中發(fā)生了擴(kuò)散，并在靠近

4、FePt層上表面的區(qū)域形成了一個(gè)Ta或Bi原子含量相對(duì)較高的層。較薄的Ta層退火過程中Ta原子向FePt層中發(fā)生了明顯的擴(kuò)散。Bi層在退火過程中甚至發(fā)生了從FePt下層到FePt上表面區(qū)的翻轉(zhuǎn)。退火過程中Ta或Bi原子在FePt層中的擴(kuò)散過程以及FePt層中引入一定量的Ta或Bi雜質(zhì)原子對(duì)于FePt薄膜磁性能的優(yōu)化及有序化轉(zhuǎn)變都大有好處。 用GaAs晶片作標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì)GE-XRF分析系統(tǒng)進(jìn)行了評(píng)測(cè)，結(jié)果顯示，系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，穩(wěn)定性高