平面波Ｘ線トポグラフィー
問い合わせ番号
SOL-0000001539
ビームライン
BL29XU（理研 物理科学I）
学術利用キーワード
| A. 試料 | 無機材料 |
|---|---|
| B. 試料詳細 | 結晶 |
| C. 手法 | Ｘ線回折 |
| D. 手法の詳細 | |
| E. 付加的測定条件 | 二次元画像計測, 室温 |
| F. エネルギー領域 | Ｘ線（4～40 keV) |
| G. 目的・欲しい情報 | 欠陥、転位、歪み |
産業利用キーワード
| 階層1 | 半導体 |
|---|---|
| 階層2 | シリコン系半導体, 化合物半導体 |
| 階層3 | SOI,基板 |
| 階層4 | 格子定数, 残留応力, 内部構造 |
| 階層5 | 回折 |
分類
A80.30 無機材料, M10.10 単結晶回折
利用事例本文
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. ]
画像ファイルの出典
原著論文/解説記事
誌名
K. Tamasaku et al, J. Phys. D: Appl. Phys. 38, A61 (2005)
図番号
Fig.2(b)
測定手法
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。
画像ファイルの出典
図なし
測定準備に必要なおおよその時間
時間
測定装置
| 装置名 | 目的 | 性能 |
|---|---|---|
| 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 |
参考文献
| 文献名 |
|---|
| 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). |
関連する手法
カソードルミネッセンス
アンケート
SPring-8だからできた測定。他の施設では不可能もしくは難しい
本ビームラインの主力装置を使っている
測定の難易度
中程度
データ解析の難易度
中程度
図に示した全てのデータを取るのにかかったシフト数
2～3シフト