IKZ und Bruker Nano demonstrieren eine neue Röntgentopographie-Methode

Die zerstörungsfreie Identifizierung von Defekten in hochqualitativen Einkristallen wird dadurch erleichtert

Foto eines untersuchten Si-Kristalls mit ähnlicher Blickrichtung wie der Röntgenstrahl (b) überlagerter, graustufencodierter 2D-Intensitätsplot der Peakflanken und Peakmaxima der 337- und 448-Reflexe mit leichter Kontrasterhöhung (Rh-Quelle mit AMS) der in (a) gezeigten Probe. © IKZ

Das IKZ demonstriert in Zusammenarbeit mit der Bruker Nano GmbH, dass hochauflösende energiedispersive Röntgenfluoreszenz-Mapping-Geräte auf Basis eines mikrofokussierten Strahls nicht auf Hochgeschwindigkeitsanalysen von Elementverteilungen oder auf die Detektion verschiedener Körner, Zwillinge und Subkörner in kristallinen Materialien beschränkt sind, sondern auch für die Detektion von Versetzungen in hochqualitativen Einkristallen verwendet werden können.

Si-Einkristalle mit geringer Versetzungsdichte wurden als Modellsystem verwendet, um die Position von Versetzungen durch die ortsaufgelöste Messung von Bragg-Peak-Intensitätsfluktuationen zu visualisieren. Letztere stammen von den am stärksten verzerrten Ebenen, die durch die Spannungsfelder der Versetzungen verursacht werden. Darüber hinaus wurde die Strahldivergenz über ein spezielles Blendensystem („Aperture Management System“ AMS) reduziert, um die Visualisierung von Versetzungen bei praktisch unpolierten und nicht planaren Proben mit einem sehr ausgeprägten Oberflächenprofil zu erleichtern.

Während nicht-planare Oberflächen das Wellenfeld bei Standard-Röntgentechniken aufgrund einer inhomogenen Phasenverschiebung als Folge von Oberflächenvariationen verzerren, stellt dies bei der vorgestellten energiedispersiven Technik kein kritisches Problem dar, da hier mit einem fokussierten, konvergenten Strahl gemessen wird.

Auf der Grundlage der weit verbreiteten Verfügbarkeit von µ-RFA-Geräten kann die beschriebene Methodik die zerstörungsfreie Identifizierung von Defekten in hochqualitativen Einkristallen erleichtern.

Publikation:

Application of laboratory micro X-ray fluorescence devices for X-ray topography
C. Guguschev, C. Hirschle, K. Dadzis, A. Kwasniewski, M. Schulze, L. Schellkopf and C. Richter (2024).
J. Appl. Cryst. 57, 734-740, doi.org/10.1107/S1600576724003509

Kontakt:

Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ)
Max-Born-Straße 2, 12489 Berlin
www.ikz-berlin.de

Dr. Christo Guguschev
christo.guguschev(at)ikz-berlin.de

Dr. Carsten Richter
carsten.richter(at)ikz-berlin.de

Bruker Nano GmbH
Am Studio 2D, 12489 Berlin
www.bruker.com/nano-analytics

Dr. Christian Hirschle
christian.hirschle(at)bruker.com

Pressemitteilung IKZ vom 7. Juni 2024