Universidad Autónoma de Madrid

Unidad de Rayos X

Laboratorio de Difracción de Rayos X de Alta Resolución (HRXRD)

Difractómetro o Goniómetro Huber de 4 círculos de Alta Resolución Difractómetro de Alta Resolución

La Difracción de Rayos X de Alta Resolución (HRXRD) se basa en la medida de la dirección de los fotones de rayos X incidentes y difractados, así como la optimización de la monocromaticidad de su energía, con una resolución angular muy alta. De esta manera, la técnica permite caracterizar adecuadamente parámetros morfológicos y estructurales en capas epitaxiales, multicapas y superficies monocristalinas.

Principios de la Técnica

El fenómeno de la difracción ocurre siempre que una onda encuentra un conjunto de objetos regularmente espaciados. La longitud de onda (λ) de la radiación incidente debe ser del mismo orden de magnitud que la distancia entre los objetos. La difracción es debida fundamentalmente a la existencia de ciertas relaciones de fase entre 2 o más ondas, que provienen de la diferencia de camino recorrido por dichas ondas y que a su vez implican un cambio en la amplitud de las ondas difractadas.
Las direcciones de difracción están determinadas por la ley de Bragg nλ=2d Senθ y por tanto sólo dependen de la estructura cristalina y el tamaño de la celda unidad del cristal, por lo que midiendo las direcciones de los haces difractados por un cristal, sólo podemos conocer el aspecto y tamaño de la celda unidad.

Aplicaciones

La difracción de Rayos X es una técnica de caracterización muy útil, que nos proporciona una información estructural muy detallada de estructuras epitaxiales. Es una técnica no destructiva, analiza grandes áreas de la muestra hasta una penetración del orden de 10 mm, pero al mismo tiempo nos da información a escala atómica. Usando HRXRD se pueden obtener espectros de difracción de estructuras periódicas (multicapas).
Se pueden hacer simulaciones con gran detalle, y comparar lo que se intentaba crecer con lo que realmente se ha crecido, por lo que nos da un mejor entendimiento del método de crecimiento en sí mismo.
Actualmente se está usando el equipo de HRXRD para estudiar el modo de crecimiento y la perfección estructural en muestras de GaAs, GaSb, LiNbO3, superredes de InGaAs/GaAs, etc.

Tipo ensayo
  1. Estudio de la Orientación en superficies monocristalinas de nuevos materiales.
  2. Estudio de Calidad cristalina en superficies monocristalinas de nuevos materiales.
  3. Caracterización estructural y morfológica de capas epitaxiales y multicapas:
  • Espesores
  • Parámetros de red
  • Tensiones
  • Defectos
  • Tamaño de dominio cristalino.

 

Funcionamiento del Servicio

Forma de solicitar los análisis: 
Las muestras deben ir acompañadas de la solicitud de ensayo generada en @LIMS. El usuario debe rellenar todos los campos de la solicitud de ensayo que conozca, con objeto de obtener el mejor resultado posible.
Debe rellenarse una solicitud por cada muestra entregada, salvo en el caso de que las muestras sean muy similares y el experimento solicitado sea el mismo para todas las muestras. Si el estudio a realizar presenta dificultades técnicas o analíticas fuera de lo común, se recomienda ponerse en contacto con el laboratorio antes de enviar las muestras.