Создан многоволновой рентгеновский рефлектометр для диагностики наноструктур

20.01.2010 11:17

 

Рентгеновская рефлектометрия применяется для бесконтактной неразрушающей диагностики слоистых тонкопленочных наноструктур. Этот метод позволяет определить толщину слоев пленок нанометровой толщины или шероховатость поверхностей, период многослойных наноструктур и диффузионное размытие внутренних границ раздела.

Разработка ФИАН совместно с ИРО - многоволновой рефлектометр «X-Ray MiniLab-N» (N - количество исходно возможных аналитических функций). По сравнению с существующими одноволновыми рефлектометрами многоволновой рефлектометр «X-Ray MiniLab-N» имеет более высокие метрологические характеристики, впервые позволяет проводить одновременные измерения на нескольких длинах волн и обеспечивает новые диагностические возможности анализа поверхности слоев. Под аналитическими функциями, по совокупности которых установка не имеет мировых аналогов, имеются в виду такие методики исследований, как рефлектометрия, дифрактометрия, рефрактометрия, малоугловое рассеяние, рентгено-флуоресцентный анализ и др. Из-за совмещения большого количества методик исследований в одной установке система и называется минилабораторией. При этом количество необходимых аналитических функций определяется конкретно под каждого заказчика в соответствии с его задачами и потребностями.

Родоначальником идеи является Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН в лице специалистов ФИАН - доктора физ.-мат. наук Александра Турьянского (руководитель проекта), доктора физ.-мат. наук Александра Виноградова и кандидата технических наук Игоря Пиршина. В начале 2000-х годов эти фиановские физики запатентовали разработанную ими измерительную схему двухволнового рефлектометра и создали экспериментальный макет установки (на котором, кстати говоря, работают до сих пор). Идея была коммерциализована с помощью сотрудников Института рентгеновской оптики.

«Мы являемся активными экспериментаторами, поэтому и система проектировалась так, чтобы была возможность модернизации с целью постановки дополнительных экспериментов. Так что оператор, работающий на установке, может установить на прибор необходимые дополнительные устройства, наращивающие аналитические возможности», — комментирует Александр Турьянский.

Это существенно отличает многоволновой рефлектометр «X-Ray MiniLab-N» от «принципиально подобных» зарубежных систем (не от аналогов, так как их нет), потому что зарубежные компании на сегодняшний день менять в своих установках ничего не разрешают. Пойти наперекор предписанным ими правилам. означает возможность оказаться снятым не только с гарантийного обязательства, но и с технического обслуживания. При коммерциализации многоволнового рефлектометра было решено пойти иным путем — определять окончательную конфигурацию системы вместе с заказчиком. Так, первым заказчиком, уже работающим на установке, стал Московский институт электронной техники (МИЭТ). Их установка, ставшая первым коммерческим образцом, имеет 5 аналитических функций, и поэтому, согласно условленному правилу названия установки, называется «X-Ray MiniLab-5».

«Насколько мне известно, система работает безотказно и заказчик очень доволен. В настоящее время получен заказ Южного федерального университета, для них мы начнем изготовление второго коммерческого образца. Там пока определяются с количеством необходимых аналитических функций», — рассказывает Турьянский.

Представляется, что разработанная минилаборатория будет востребована для диагностики наноструктур российского производства.

«Недавно мы проводили сравнительные испытания с одним из лучших образцов зарубежного представителя, который поставляет похожее оборудование. Название говорить не буду, но могу сказать, что система установлена в Институте стали и сплавов. Испытания проводились независимо, то есть никто из представителей обеих сторон не участвовал. В итоге, по рентгенооптическим измерениям тонких пленок наша минилаборатория имела лучше результаты, чем зарубежная, существенно более дорогая система», — делится Александр Турьянский.

Таким образом, на рынок выведена многофункциональная установка для исследования наноструктур, что можно считать еще одним шагом в развитии нанотехнологий и приборостроения.

Источник: http://www.nanorf.ru/events.aspx?cat_id=223&d_no=2157