Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005

M37: Röntgenreflektivität (XRR)Im Jahre 1931 veröffentlichte H. Kiessig eineArbeit, in der er über seine Untersuchungen andünnen Filmen auf Glasoberflächen berichtet. Erbeobachtete – zusätzlich zum Fresnelschen Verlauf– Oszillationen der Intensität. In dieser Arbeit konnteer zeigen, dass die Abstände der Oszillationenrein von der Schichtdicke der verwendeten Filmeabhängen. Diese Oszillationen wurden nach ihremEntdecker „Kiessig Fringes“ genannt (s. Abb. 1,rechts). Fringes kommen durch den Gangunterschiedder von den einzelnen Grenzschichtenreflektierten Strahlen zustande. Am Ort des Detektorskommt es – je nach Phasenunterschied– zur konstruktiven oder destruktiven Interferenz.Die Bestimmung der Schichtdicke und des kritischenWinkels der externen Totalreflexion könnenbei einem Einschichtsystem (z.B. Siliziumoxid aufSilizium, s. Abb. 2) auf einfache Weise erfolgen.Bei Mehrschichtsystemen (z.B. (InSn) 2O 3aufSiO xauf Glas, s. Abb. 2) kann die Lage der Maximabzw. Minima nicht genau bestimmt werden.Zur Auswertung der experimentellen Daten gibtes mehrere Ansätze. Meist wird eine Fouriertransformationund die Simulation der Daten mit einemkinematischen bzw. dynamischen Ansatz verwendet.Bei der Fouriertransformation erhält manInformationen zur Schichtdicke und die Abfolgeder Schichten. Mit den Simulationen erhält manneben den Informationen des Schichtaufbaues undAbbildung 2:Oben links: Eine Reflektivitätsmessung an einer Glasoberfläche mit der Beobachtung des Winkels Θ c derTotalreflexion. Oben rechts und unten: Beispiele zur Schichtdickenbestimmung mittels Röntgenreflektivitätan Ein- und Mehrschichtsystemen. Die Schichtdicke wurde aus den regelmäßigen Winkelabständender „Kiessig Fringes“ mittels Fourieranalyse bestimmt. a.u. … arbitrary units, d.h. beliebige Einheiten.98Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005