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Fakultät Maschinenbau
Analytikmethode zur Bestimmung der kristallinen Phasenzusammensetzung

Röntgendiffraktometrie zur Phasenanalyse

Labor-Röntgendiffraktometer mit Röntgenröhre, Detektor und Probe © LWT
Labor-Röntgendiffraktometer D8 Advance der Firma Bruxer AXS GmbH

Mit der Röntgendiffraktion  (engl. x-ray diffraction, kurz XRD) werden die kristallinen Phasen der PVD-Dünnschichten sowie der Substratwerkstoffe analysiert. Die Röntgendiffraktometrie beruht auf der Beugung der Röntgenstrahlung an dreidimensional periodischen Kristallgittern. Der Netzebenenabstand dhkl mit den Millerschen Indices hkl wird hierbei mit der Bragg’schen Gleichung aus der der Wellenlänge λ und dem Beugungswinkel θ ermittelt: nλ=2dhkl⋅sinθ

Der LWT verfügt über ein Labor-Röntgendiffraktometer D8 Advance der Firma Bruker AXS GmbH (Karlsruhe, Deutschland) für die Phasenanalyse der PVD-Dünnschichten. Mit Hilfe des Diffraktometers können unter anderem folgende Untersuchungen durchgeführt werden:

  • Bestimmung der kristallinen Phasenbestandteile
  • Kristallstruktur- und Gitterparameterbestimmung
  • Identifizierung einer Vorzugsorientierung (Texturierung)
  • Kristallitgrößenbestimmung
  • Quantitative Analyse der kristallinen Phasenanteile
  • Eigenspannungsmessung mittels der sin² ψ-Methode

Technische Daten

Technische Daten:

vorhandene Röntgenröhren Cu, Cr, Mo, Fe, Co ( mit Lang-Fein- und/oder Punkt-Fokus)  
Goniometer für Theta/Theta Geometrie R=250 mm
Eulerwiege  
Probenrotation 0° ≤ φ ≤ 360°
Probenkippung -10° ≤ ψ ≤ +90°
0D-Detektor Szintillations-Detektor
1D-Detektor LynxEye
  Verschiedene Primäroptiken zur Erzeugung von Parallelstrahloptik oder konvergentem-divergentem Strahlengang mit definierter Größe  
  Verschiedene Sekundäroptiken zur Vermeidung von Streustrahlung  
XRD Messmethoden Bragg-Brentano-Geometrie, GIXRD (Messungen unter streifendem Einfall)