平面波Ｘ線トポグラフィー
Inquiry number
SOL-0000001539
Beamline
BL29XU (RIKEN Coherent X-ray Optics)
Scientific keywords
| A. Sample category | inorganic material |
|---|---|
| B. Sample category (detail) | crystal |
| C. Technique | X-ray diffraction |
| D. Technique (detail) | |
| E. Particular condition | 2D imaging, room temperature |
| F. Photon energy | X-ray (4-40 keV) |
| G. Target information | dislocation, strain |
Industrial keywords
| level 1---Application area | Semiconductor |
|---|---|
| level 2---Target | silicon semiconductor, compound semiconductor |
| level 3---Target (detail) | SOI, substrate |
| level 4---Obtainable information | d-spacing (lattice parameter), residual stress, structure |
| level 5---Technique | diffraction |
Classification
A80.30 inorganic material, M10.10 single crystal diffraction
Body text
Ｘ線トポグラフは結晶中の格子欠陥に伴う歪みを画像化する手法です。このような情報から結晶の善し悪しを判断したり、欠陥の種類からより良い結晶を育成するための方向性を決めることが出来ます。特に入射光に平面波を用いた平面波トポグラフィーは、非常に小さな歪みを見ることが出来る完全性の高い結晶に適した高感度な測定方法です。SPring-8 BL29XULでは1kmのビームラインを利用することによりアンジュレータ光源ながら幅30mm程度の大面積で平面波トポグラフを測定することが出来ます。
平面波トポグラフの一例として下図に示すのは、IIa型人工ダイヤモンドで測定された画像（ネガ）です。黒く写っているのが格子欠陥等による歪み場です。積層欠陥、転位線の露頭、不純物元素による点欠陥の集合などが識別できます。
図 IIa型人工ダイヤモンドの平面波トポグラフ
[ K. Tamasaku, T. Ueda, D. Miwa and T. Ishikawa, Journal of Physics D 38, A61-A66 (2005), Fig. 2(b),
©2005 Institute of Physics and IOP Publishing, Ltd. ]
Source of the figure
Original paper/Journal article
Journal title
K. Tamasaku et al, J. Phys. D: Appl. Phys. 38, A61 (2005)
Figure No.
Fig.2(b)
Technique
コリメータ結晶と試料を平行配置になるようにして、反射光をビームモニターで観察します。なお事前に測定したい試料の反射面とほぼ同じ格子常数を持つコリメータ結晶を用意する必要があります。
Source of the figure
No figure
Required time for experimental setup
hour(s)
Instruments
| Instrument | Purpose | Performance |
|---|---|---|
| ゴニオメータ | コリメータ及び試料の角度調整 | 角度分解能1/720000度 |
| ビームモニター | 画像撮影 | 空間分解能6ミクロンまたは12ミクロン |
References
| Document name |
|---|
| T. Ishikawa, J. Cryst. Growth 103, 131 (1990). |
| K.Tamasaku, T. Ueda, D. Miwa, and T. Ishikawa, J. Phys. D: Appl. Phys. 38, A61 (2005). |
Related experimental techniques
カソードルミネッセンス
Questionnaire
The measurement was possible only in SPring-8. Impossible or very difficult in other facilities.
This solution is an application of a main instrument of the beamline.
Ease of measurement
Middle
Ease of analysis
Middle
How many shifts were needed for taking whole data in the figure?
Two-three shifts