Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie niskokątowej analizy promieniowania x (GIXA) do badań układów cienkowarstwowych

Mietniowski P., Powroźnik W., Kanak J., Stobiecki T., Kuświk P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 1

48-51

PL

Niskokątowa analiza promieniowania X (GIXA: Grazing Incidence X-Ray Analysis) w badaniach niniejszej pracy jest kombinacją pomiarów reflektometrycznych (XRR: X-Ray Reflectivity) i kątowej zależności fluorescencji promieniowania X (AD-XRF: Angle-Dependent X-Ray Fluorescence). Metoda XRR jest powszechnie stosowaną techniką pomiarów grubości i szorstkości cienkich warstw. Pomiary XRR i AD-XRF wykonano na dyfraktometrze firmy Philips X'Pert MPD. W przypadku pomiarów AD-XRF został zastosowany chłodzony ciekłym azotem detektor Si(Li) firmy Canberra. Wykonano pomiary dla układów wielowarstwowych [Ni80Fe20/Au] ×15 i [Ni80Fe20/Au/Co/Au] ×10. Stwierdzono występowanie charakterystycznych maksimów braggowskich na krzywej XRR i maksimów interferencji fali stojącej krzywej AD-XRF odpowiadających grubościom periodów NiFe+Au dla pierwszego i NiFe+Au+Co+Au dla drugiego układu wielowarstwowego. Dla obu metod otrzymano dobrą zgodność wyników pomiaru grubości poszczególnych warstw składowych badanych układów.

EN

Grazing Incidence X-Ray Analysis (GIXA) is a non-destructive technique and has the potential to be powerful and versatile analytical method because it combines X-ray reflectivity (XRR) and angle-dependent X-ray fluorescence (AD-XRF). XRR is well-known method for the determination of thickness, surface and interface roughness of thin layers and multilayer systems. A complementary technique is AD-XRF, with which the compositional depth profile of the layered materials can be determined. The measurements of XRR and AD-XRF were performed on Philips X'Pert diffractometer. In the case of AD-XRF, the liquid-N2 cooled Si-Li Canberra detector was installed in order to measure the energy spectrum of X-ray fluorescence radiation from the multilayer sample. We applied these techniques for study the profiles of XRR and AD-XRF spectra of the periodic multilayer systems of [NiFe/Au] ×15 and [Ni80Fe20/ Au/Co/Au] × 10. Characteristic Bragg diffraction maxima of XRR curve and maxima of standing wave interferences in AD-XRF curves corresponding to the thickness of superlattice periods: Ni80Fe20+Au for the first and Ni80Fe20+Au +Co+Au for the second multilayer system. For both methods a good agreement of thickness measurements were obtained.

2

Application of silicon strip detector for X-ray diffraction on metallic multilayers

Mietniowski P., Kanak J., Powroźnik W., Stobiecki T., Maj P., Gryboś P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 1

75-81

EN

This paper presents silicon strip detector designed at AGH with front-end electronics based on ASIC (Application Specific lntergraded Circuits) which is used for diffraction measurements of thin films. Application of this detector for diffraction, in comparison to the standard proportional counter, allows to reduce time of measurement up to 100 times. Two types of 128-strip detectors with pitch between strips centers of 75 µm and 100 µm were tested. Angular resolution was determined from measurements of powder standard reference material (SRM 660) LaB 6 . It was demonstrated that detector with strip pitch 75 µm had better angular resolution than that of 100 µm one. The XRD measurements were performed on the metallic polycrystalline multilayers deposited by sputtering technique: Si(100)/Si0 2 47 nm/buffer/IrMn 12 nm/CoFe 15 nm/A1-0 1.4 nm/NiFe 3 nm/Ta 5 nm and Si(100)/Si0 2 500 nm/buffer/[Pt 2 nm/Co 0.5 nm]x5. The samples were prepared with four different buffers in order to obtain different texture degree (in the brackets buffers for Pt/Co multilayers): (a) Cu 25 nm, (Cu 10 nm) (b) Ta 5 nin/Cu 25 nm, (Ta 5 nm/Cu 10 nm) (c) Ta 5 nm/Cu 25 nm/Ta 5 nm/Cu 5 nm, (Ta 5 nm/Cu 10 nm/Ta 5 nm) and (d) Ta 5 nm/Cu 25 nm/Ta 5 nm /NiFe 2 nm/Cu 5 tun, (Ta 5 nm/Cu 10 nm/Ta 5 nin/Cu 10 nm). The results measured by our strip detector, conventional proportional counter and commercial X'Celerator detector are similar in all details specific for diffraction of multilayer. Some advantages of the strip detectors usage for structural analysis of thin films are discussed.

PL

Krzemowe detektory paskowe zintegrowane z elektroniką "front-end" zaprojektowane na AGH w oparciu o uklad ASIC (Application Specific Intergraded Circuits) zostały wykorzystane do detekcji promieniowania rentgenowskiego w eksperymentach dyfrakcyjnych ukladów cienkowarstwowych. Zastosowanie tych detektorów w porównaniu z licznikami proporcjonalnymi pozwala zredukowae czas pomiaru do okolo 100 razy. Przetestowano dwa typy detektorów 128-paskowych o odległościach pomiędzy paskami 75 µm i 100 µm. Pomiary kątowej zdolności rozdzielczej wykonane na próbkach proszkowych LaB6, pokazały, że detektor z odległością pomiędzy paskami 75 µm posiada lepszą zdolność rozdzielczą. Przeprowadzono pomiary dyfrakcyjne na wybranych układach cienkowarstwowych naniesionych techniką jonowego rozpylenia. Układy te miały następującą budowę: podłoże Si(100)/Si02 47 µm /warstwy buforowe /IrMn 12 nm/CoFe 15 nm/A1-0 1.4 mn/NiFe 3 nm/Ta 5 nm oraz Si(100)/Si02 500 nm/warstwy buforowe/[Pt 2 nm/Co 0.5 nm]x5. Jako warstwy buforowe zastosowano następujące układy wielowarstwowe (w nawiasach warstwy buforowe dla ukladów wielowarstwowych Pt/Co): (a) Cu 25 nm, (Cu 10 nm) (b) Ta 5 nm/Cu 25 nm, (Ta 5 lini/Cu 10 nm) (c) Ta 5 11111/Cu 25 nm/Ta 5 nm/Cu 5 nm, (Ta 5 nm/Cu 10 nin/Ta 5 nm) and (d) Ta 5 nm/Cu 25 nm/Ta 5 nm /NiFe 2 nm/Cu 5 nm, (Ta 5 tn/Cu 10 nm/Ta 5 nm/Cu 10 nm). Otrzymano podobne wyniki zarówno przy wykorzystaniu licznika proporcjonalnego, detektora paskowego jak i komercyjnego detektora X'Celerator. Przedyskutowano zalety krzemowego detektora paskowego w zastosowaniu do badań dyfrakcyjnych układów cienkowarstwowych.

3

Cienkowarstwowe stopy Cu-In wytwarzane technologią impulsowgo rozpylania magnetronowego

Pisarkiewicz T., Jankowski H., Powroźnik W., Worek C.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2002

|

Vol. 43, nr 3

18-20

PL

W artykule omówiono technologię otrzymywania i właściwości cienkowarstwowych stopów miedź-ind, które są materiałem wyjściowym w otrzymywaniu chalkopirytów miedziowo-indowych określanych popularnie jako CIS. Warstwy CIS znajdują zastosowanie w wytwarzaniu heterostruktur fotowoltaicznych CIS/CdS stanowiących bardzo poważną propozycję wśród ogniw cienkowarstwowych. Fotoogniwa te wykazują wysokie sprawności (rzędu 18%) i charakteryzują się bakiem fotodegradacji. Opisano zautomatyzowane próżniowo stanowisko technologiczne i technologię otrzymywania struktury składającej się z 10 subwarstw Cu/In oraz scharakteryzowano proces wygrzewania tej struktury. Otrzymane stopy poddawano dyfrakcyjnym badaniom rentgenowskim. W zależności od składu atomowego i warunków wygrzewania otrzymane piki dyfrakcyjne identyfikowano jako Cu2In, CuIn, lub Cu11In9. Zaobserwowano również istnienie fazy CuIn2, której nie obserwuje się na diagramach fazowych stopu typu bulk. Jakość warstw CIS jest uwarunkowana m.in. jednorodnością strukturalną stopu miedziowo-indowego i stąd wynika konieczność dokładnego poznania składu i struktury tych stopów.

EN

Manufacturing method and properties of thin film copper-indium alloys have been described. These alloys serve as precursors in the fabrication of copper-indium chalcopyrites (known as CIS), which are developed in CIS/CdS photovoltaic heterojunctions. These heterojunctions appear to be an important alternative among thin film solar cells due to their high efficiencies (close to 18%) and lack of photodegradation. The multilayer structures consisting of 10 Cn/In sublayers were fabricated in the automatized vacuum manufacturing setup and heat-treated in vacuum oven. The obtained alloys were investigated by X-ray diffractometry. Depending on the atomic composition and annealing conditions the diffraction pattern was identified as consisting of Cu2In, CuIn, or Cu11In9 phases. The phase CUIn2, not identified in bulk alloys, was also observed. The structural uniformity of Cu-In alloy influences the quality of CIS layers and hence the knowledge of composition and structure of these alloys is necessary.