Kleinwinkel-Röntgenstreuung unter streifendem Einfall (GISAXS)

Dünnschicht-Nanomaterialien werden in den Bereichen Energietechnik, Fotovoltaikmaterialien, Halbleiterbauelementen, Fotonik, Akustik und Katalyse aktiv erforscht, um nur einige zu nennen. Seit den frühen 1990er Jahren gab es einen rasanten Anstieg der Synthesemethoden für nanostrukturierte Dünnschichten. Dünnschichtsynthese kann mit lithographischen Methoden kombiniert werden, um häufig die Ordnung in Nanostrukturen zu verbessern.

Integrierte Schaltungen:
Poröse Kieselgelfolien werden häufig in integrierten Schaltungen verwendet, in denen der Porositätsgrad zur Steuerung der dielektrischen Eigenschaften von Kondensatoren verwendet wird. Diese nanoporösen Materialien können mit amphiphilen Blockcopolymeren in einem Sol-Gel-Verfahren synthetisiert werden. Mit Hilfe von strukturellen Leitmitteln können hochgeordnete nanoporöse Arrays erstellt werden.

Magnetische Speichergeräte:
Durch verschiedene Verarbeitungswege werden Metall- und Metalloxid-Nanopartikel-Arrays für elektronische und magnetische Anwendungen synthetisiert.

Optoelektronik und LEDS:
Methoden der fortgeschrittenen Molekularstrahl-Epitaxie (MBE) und der chemischen Dampfabscheidung (CVD) werden zur Herstellung von halbleitenden Quantenpunkten und Nanodrähten für optoelektronische Anwendungen verwendet.

Katalyse:
Dünne Schichten und Monolagen von Edelmetall-Nanopartikeln können mit Hilfe von Lösungsphase-Methoden synthetisiert werden und werden in der Katalyse verwendet.
Batterien und Gasspeichersysteme:
Nanoporosität wird zur Speicherung von Gasen genutzt.

Qualitätskontrolle:
Während die Reflektometrie detaillierte Tiefeninformationen über die Qualität der Schnittstellen liefern kann, wird GISAXS verwendet, um laterale Dimensionen einschließlich Grenzflächenschritte und Unregelmäßigkeiten zu erkennen.

GISAXS-Experimente können auf dem Empyrean-Mehrzweckdiffraktometer durchgeführt werden. Ausführliche Anweisungen zur Bereitstellung der GISAXS-Konfiguration, GISAXS-Ausrichtung und -Messung finden Sie in der Dokumentation des Empyrean-Benutzerhandbuchs.

Für ein Experiment mit Cu Kα-Strahlung werden GISAXS-Daten in niedrigen Winkeln, z. B. im Bereich 0–3 ^o, erhoben. Dieser Bereich ist ideal für die 2D-Bildgebung mit dem PIXcel^3D-Detektor mit 55 μm Rastermaß. 2D-GISAXS-Messungen können mit den PIXcel^3D- und PIXcel^3D-2X2-Detektoren durchgeführt werden. Ein extrem niedriger Detektorhintergrund ermöglicht eine lange Zähldauer und dadurch die Beobachtung schwacher Streuung.