Accounting for secondary extinction in a novel X-ray absorption method used for thickness measurements of thin foils

• Autorzy: Tomov I. , Vassilev S. , Tzvetkov P.

Warianty tytułu

PL

Uwzględnianie ekstynkcji wtórnej nowąmetodą absorpcji promieni X w pomiarze grubości cienkiej folii

• Konferencja: SOTAMA Symposium on Texture and Microstructure Analysis (2; 26-28.09.2007; Cracow, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A new approach accounting for secondary extinction (SE) is proposed for calculating the thickness of a foil mounted on textured substrate. To this end, the extinction-affected intensities of a strong substrate reflection are measured at different levels of interaction between X-radiation and crystal medium and, hence, these intensities suffer different extinction. Making use of such a series of measured intensities, the effect of extinction on the calculated foil thickness is eliminated by a proper definition of the zero-extinction condition. In this case, the definition is based on the incident-bean intensity independence of the empirical extinction coefficient k which is expressed by the measured intensities. The more precise interpretation of the experimental data leads to defining an extinction-free foil thickness, which results in improvement in the accuracy of the foil thickness determination.

PL

Zaproponowano nowe rozwiązanie dotyczące obliczeń grubości folii osadzonej na steksturyzowanym podłożu, uwzględniające ekstynkcję wtórną (SE). W tym celu, intensywność silnego odbicia dyfrakcyjnego od podłoża obarczone ekstynkcją, mierzone są przy różnych poziomach oddziaływania pomiędzy promieniami X i materiałem krystalicznym folii. Wpływ ekstynkcji na mierzoną grubość folii można wyeliminować poprzez właściwą definicję warunku zero-ekstynkcji, stosując serię zmierzonych intensywności. W takim przypadku, definicja oparta jest na niezależności intensywności wiązki pierwotnej od współczynnika doświadczalnej ekstynkcji k wyrażanego przez mierzoną intensywność. Interpretacja danych doświadczalnych prowadzi do dokładnego wyznaczenia grubości folii pozbawionej wpływu ekstynkcji.

Słowa kluczowe

EN

XRD; extinction; texture; foil; thickness

PL

XRD; ekstynkcja wtórna; tekstura; folia; grubość

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 53, iss. 1
• Strony: 265--270
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Tomov I.

autor

Vassilev S.

autor

Tzvetkov P.

• JORDAN MALINOWSKI CENTRAL LABORATORY FOR PHOTOGRAPHIC PROCESS, BULGARIAN ACADEMY OF SCIENCES, ACAD. G. BONCHEV ST., BLOCK 10, SOFIA 1113, BULGARIA

Bibliografia

• [1] H. Friedman, L. S. Birks, Thickness measurement of thin coatin gs by X-ray absorption. Rev. Sci. Instruments 17, 99 (1946).
• [2] O. K. Kolerov, A. N. Longvinov, V.G. Skryabin, V. D. Yushin, Application of X-ray diffractometry for non-destructive investigations of layered samples. Instrum. Exp. Tech. (USSR) 27, 468-471 (1984).
• [3] B. Coulman, H. Chen, L. E. Rehn, Gauging film thickness: A comparison of an X-ray diffraction technique with Rutherford backscattering spectrometry, J. Appl. Physics 57, 643-645 (1985).
• [4] C. Brandt, G. van der Vlie t, Quantitative analysis of thin samples by X-ray diffraction, Adv. X-Ray Analysis 29, 203-209 (1986).
• [5] D. E. Anderson, W. J. Thomson, Layer thickness determinations with X-ray diffraction, J. Appl. Cryst. 22, 150-154 (1989).
• [6] J. Lhotka, R. Kuzel, G. Cappuccio, V. Valvoda, Thickness determination of thin polycrystalline films by grazing incidence X-ray diffraction, Mater. Sci. Forum 443-444. 115-118 (2004).
• [7] P. F. Fewster, X-rays Scattering from Semiconductors, London: Imp. College Press, 2 nd Edition, (2003).
• [8] International Tables of X-Ray Crystallography 2, 313, Birmingham: Kinoch Press (1959).
• [9] V. Yamakov, I. Tomov, Secondary extinction in textured films, J. Appl. Cryst. 32, 300-308 (1999).
• [10] I. Tomov, Accounting for secondary extinction in XRD characterizations of texture and microstructure with anisotropy methods, Arch. Mettal. & Materials 50, 147-157 (2005).
• [11] I. Tomov, Secondary extinction correction used in a novel method for improved XRD characterizations of textured materials: The case of thin films. Z .f. Kristallogr- in press. (Proceedings of the X European Powder Diffraction Conference (EPDICIO), 1-4 September 2006, Geneva, Switzerland).
• [12] A. McL. Mathieson, On freedom from extinction and the (universal) kinematical limit, Acta Cryst. A35, 50-57 (1979).
• [13] C. G. Darwin, The reflection of X-rays from imperfect crystals, Phil. Mag. 43, 800-824 (1922).
• [14] S. Chandrasekhar, Extinction in X-ray Crystallography, Advances in Physics 9, 363-385 (1960).
• [15] W. H. Zachariasen, The secondary extinction correction, Acta Cryst. 16, 1139-1144 (1963).
• [16] R. W. James, The Optical Principles of the Diffraction of X-rays, London: G. Bell & Sons, Ltd. (1965).
• [17] T. M. Sabine, International Tables for Crystallography, Dordrecht: Kluwer Akademik Publishers C, 530-533 (1992).
• [18] M. Birson, J. A. Szpunar, Extinction and grain-size anisotropy correction of texture data obtained using neutron diffraction, J. Appl. Cryst. 31, 163-168 (1998).
• [19] M. Järvinen, M. Merisalo, A. Pesonen, O. Inkinen, Correction of integrated X-ray intensities for preffered orientation in cubic powders, J. Appl. Cryst. 3, 313-318 (1970).
• [20] H. J. Bunge, Textures and Microstructures, Influence of texture on powder diffraction 29, 1-26 (1997).
• [21] W. L. Bragg, R. W. James, C. H. Bosamquet, The intensity of a reflection of X-rays by rock salt: Part II. Phil. Mag. 42, 1-17 (1921).
• [22] H. J. Bunge, In Directional Properties of Materials, edited by Bunge H. J., 1-63. (1988) Oberursel 1: DMG Informationgeselschaft mbH.
• [23] I. Tomov, M. Monev, Orientations distributions by recovery behaviour in electrodeposited copper layers at room temperature, J. Appl. Electrochem 22, 262-267 (1992).