全反射相關的X射線熒光分析技術及其應用.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上成功研制了用于薄膜多層膜元素深度分布研究和微結構表征的掠入射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)均為國內(nèi)首臺。建立了GI-XRF和GE-XRF分析系統(tǒng)的評測方法，并應用兩種分析系統(tǒng)對多種類型薄膜進行了微結構分析。 用GaAs晶片作標準樣品對GI-XRF分析零度角測量方法進行了評測，結果顯示，用遠距離狹縫確定的零度角是準確的。用

2、Ge晶片對GI-XRF分析系統(tǒng)進行了評測，結果顯示，系統(tǒng)設計合理，穩(wěn)定性高，重復性好，能夠滿足GI-XRF分析的要求。分析平臺拆裝簡單，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。標稱結構為[Si(substrate)/Ru(50(A))/NiFe(40(A))/TrMn(120(A0)/CoFe(40(A))/Ru(21(A))/CoFeB(40(A))/Ru(50(A))]磁性隧道結多層膜的GI-XRF分析結果顯示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構特征，結合磁性能的測試分析，揭示了磁性能變化的微結構原因。并結合XRR分析方法對三種典型厚度Ta緩沖層的FePt系列薄膜500℃退火后的GI-XRF曲線進行了定量擬合計算。在Ta層或Bi層上濺射制備FePt層時部分非晶的Ta或Bi原子向FePt中發(fā)生了擴散，并在靠近

4、FePt層上表面的區(qū)域形成了一個Ta或Bi原子含量相對較高的層。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。退火過程中Ta或Bi原子在FePt層中的擴散過程以及FePt層中引入一定量的Ta或Bi雜質(zhì)原子對于FePt薄膜磁性能的優(yōu)化及有序化轉變都大有好處。 用GaAs晶片作標準樣品對GE-XRF分析系統(tǒng)進行了評測，結果顯示，系統(tǒng)設計合理，穩(wěn)定性高