Doktorarbeit_Mairoser.pdf - OPUS - Universität Augsburg

5.2. Identifizierte Verbesserungsmaßnahmen
Zur Untersuchung von Heterostrukturen bestehend aus verschiedenen Materialien
wurde schließlich, ebenfalls in situ, Cr auf die Ni-Schichten deponiert. Die Sputterparameter
waren P DC = 25 W, p = 0,01 mbar, Ar-flow = 2,0 SCCM, z = −15 mm und
t D = 214 s, woraus sich eine Schichtdicke von 53 nm ergab. In Abbildung 5.2 ist die
deutliche Veränderung der Reflektivität zu erkennen. Die gemessene Kurve stimmt
sehr gut mit der Simulation überein. Aufgrund des geringeren kritischen Impulsübertrags
von Cr (q cCr = 0,0123 1 /Å) im Vergleich zu Ni wird ein zweiter kritischer Winkel
erwartet. Da nicht für genügend kleine Impulsüberträge gemessen wurde, ist dieser in
den Messdaten aber nicht sichtbar.
Während der ersten Strahlzeit an REFSANS konnte gezeigt werden, dass die in situ
Neutronen-Reflektometrie an gesputterten Schichten prinzipiell gut funktioniert.
Auch die Messzeiten zur Charakterisierung der Schichten sind in einem annehmbaren
Rahmen. So wurden zur Generierung der ersten drei Messkurven in Abbildung 5.2
jeweils 60 Minuten bei einem Einfallswinkel von θ = 0,39 ◦ gemessen. Für die weiteren
Kurven wurde zusätzlich ein zweiter Winken bei θ = 1 ◦ eingestellt, wofür Messzeiten
im Bereich von 10 Stunden verwendet wurden. Diese vermeintlich lange Messzeit ist
durch den starken Abfall der Reflektivität für große Winkel nach Gleichung 2.16 zu
erklären. Da aber dünne Filme untersucht wurden, sind diese Zeiten annehmbar.
Während dieser ersten Strahlzeit an REFSANS wurden für das Sputtersystem allerdings
auch Optimierungs- und Erweiterungsmöglichkeiten identifiziert, die im folgenden
Abschnitt vorgestellt werden.
5.2. Identifizierte Verbesserungsmaßnahmen
Bei den Messungen, insbesondere beim Einrichten der Probe, ist eine fehlende Kommunikationsmöglichkeit
zwischen den Steuerrechnern des Sputtersystems und der
Beamline sehr hinderlich. So mussten zum Justieren der Probe im Strahl immer mindestens
zwei Personen anwesend sein, eine am Steuerrechner des Sputtersystems um
Fahrbefehle in x-, z- oder θ-Richtung auszuführen, die von der anderen Person am
REFSANS-Rechner vorgegeben wurden. Eine direkte Möglichkeit, die es REFSANS
erlaubt, die genannten Richtungen selbstständig anzusteuern, würde den Zeit- und
Personalaufwand deutlich reduzieren.
Weiterhin wurde, wie bereits erwähnt, bei der Drehung des Probenheizers (θ-Richtung)
ein Spiel im Schneckenantrieb festgestellt. Dieses erzeugt bei nötigen Richtungswechseln
große Unsicherheiten im tatsächlichen Einfallswinkel θ und damit im
Impulsübertrag q (Gleichung 2.15). Für eine exakte Auswertung der Reflektometriedaten
sollte der Einfallswinkel aber möglichst genau bekannt sein. Die nötige Genauigkeit
liegt im Bereich von etwa 0,003 ◦ . Daher ist eine exakte Auslesung der θ-Position
nötig.
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