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X'Pert Pro MRD

Cet appareil,  situé sur le site de la faculté des sciences et technologies (FST, 2è étage, entrée 2A) est équipé d’un goniomètre 4 cercles horizontal haute résolution.

La longueur d’onde utilisée est celle du cuivre et, en fonction des optiques primaires choisies, le faisceau peut être monochromatique Kalpha1 ou Kalpha moyen.

Le tube peut être utilisé en « line focus » ou « point focus » par une simple rotation dans la gaine.

Bénéficiant du système breveté de fixation des optiques, ce diffractomètre peut changer d’optiques primaires et secondaires et de configurations facilement et rapidement, sans nécessiter de réalignement.

La détection peut se faire en mode ponctuel (détecteur à scintillation ou détecteur PIXcel en mode 0D) ou en mode linéaire (détecteur PIXcel en mode 1D).

Ce diffractomètre est dédié à la caractérisation des couches minces qui peut être réalisée par différentes méthodes selon la configuration du diffractomètre choisie, parmi lesquelles :

  • Caractérisation de films minces par réflectométrie (épaisseurs, densité électronique, rugosités d’interfaces)
  • Caractérisation de  couches minces monocristallines  (étude de paramètre)
    - soit en spéculaire (c’est-à-dire dans la direction du plan de croissance)
    - soit en « in-plane » (c’est-à-dire perpendiculairement au plan de croissance)
  • Caractérisation des contraintes par cartographie dans l’espace réciproque.

 

 

Configurations possible du diffractomètre X'Pert Pro MRD
Application Configuration Optiques utilisées

Réflectométrie /

mesure d’épaisseur

«standard»

réflectométrie

primaire hybride fente 1/32°
secondaire

PPC fente 0.27°
ou Triple axis (épaisseurs ≥ 100 nm)

Ɵ/2Ɵ classique « standard » primaire hybride fente 1/2°
secondaire PPC
Mesure précise de paramètres Haute Résolution primaire hybride fente 1/2°
secondaire Triple axis
Mesure de paramètres dans le plan In-plane primaire Lentille (tube tourné en point focus)
secondaire PPC
Cartographie de l’espace réciproque (contraintes,…) «standard» primaire hybride fente 1/2°
secondaire Détecteur PIXcel en mode 1D

Couches polycristallines désorientées /

incidence rasante

«Bragg-Brentano» primaire Fentes fixes  ≤ 1/8° ou hybride
secondaire Détecteur PIXcel sur son bras PIXcel

 

 

 

application

configuration

Optiques utilisées

Réflectométrie /

mesure d’épaisseur

« standard »

réflectométrie

primaire

hybride fente 1/32°

secondaire

PPC fente 0.27°

ou Triple axis (épaisseurs ≥ 100 nm)

Ɵ/2Ɵ classique

« standard »

primaire

Hybride fente ½°

secondaire

PPC

Mesure précise de paramètre

Haute Résolution

primaire

Hybride fente ½°

secondaire

Triple axis

Mesure de paramètre dans le plan

In-plane

primaire

Lentille (tube tourné en point focus)

secondaire

PPC

Cartographie de l’espace réciproque (contraintes,…)

« standard »

primaire

Hybride fente ½°

secondaire

Détecteur PIXcel en mode 1D

Couches polycristallines désorientées /

incidence rasante

« Bragg-Brentano »

primaire

Fentes fixes ≤ 1/8° ou hybride

secondaire

Détecteur PIXcel sur son bras PIXcel

Optiques primaires

Foyer linéaire

Foyer ponctuel

Optiques secondaires

Détecteurs

     

Le PIXcel
Le Détecteur PIXcel est un détecteur solide basé sur une technologie pixel. La puce de détection contient plus de 65 000 pixels répartis sur 255 canaux. Le détecteur peut supporter de très hautes intensités ce qui permet de réduire drastiquement le temps de comptage et de s’affranchir de la présence d’un atténuateur. Le taux de comptage maximal par pixel est d’environ 40 000 coups par seconde, ce qui permet d’obtenir un taux de comptage maximal par canal d’environ 25 millions de coups par seconde.

  • En mode 0D, il se comporte comme un détecteur ponctuel avec une très haute gamme dynamique. Ce mode est utilisé pour les applications requérant une bonne résolution ou lorsque le détecteur est monté derrière des fentes.
  • En mode 1D, il se comporte comme un détecteur linéaire avec une très haute gamme dynamique permettant des temps d’acquisition réduits. Ce mode est utilisé pour des mesures préliminaires, lorsqu’une mesure rapide suffit. Il peut alors être utilisé en mode scanning ou en mode static sur une gamme angulaire effective d’environ 2,5° en 2Thêta pour le rayon de 320 mm du goniomètre.

     

Détecteur ponctuel
Il s'agit d'un détecteur proportionnel comportant une chambre cylindrique remplie d’un mélange de gaz xénon/méthane. La fenêtre de béryllium est de dimensions 20 mm x 24 mm.