Diffraktometrie unter streifendem Einfall
Diffraktometrie unter streifendem Einfall (grazing incidence diffraction, GID) ist ein Verfahren zur Untersuchung der Kristallstruktur dünner Schichten (vgl. Kristallstrukturanalyse). Dazu wird eine Probe unter kleinen Winkeln mit Röntgenstrahlung (englisch grazing incidence X-ray diffraction, GIXD) oder Neutronenstrahlung (englisch grazing incidence neutron diffraction, GIND) beleuchtet und die gebeugte Strahlung analysiert.
Beschreibung
Diffraktometrie unter streifendem Einfall zeichnet sich durch einen besonders flachen Einfallswinkel der Strahlung auf die Probe aus (α < 3°; gesehen von der Oberfläche der Probe). Festkörper haben in der Regel bei sehr kleine Wellenlängen einen Brechungsindex kleiner als Luft. Bei kleinen Einfallswinkel kann daher der kritische Winkel unterschritten werden und die Strahlung wird an der Probe total reflektiert. In der Probe tritt dann nur noch eine mit der Eindringtiefe exponentiell gedämpfte evanszente Welle auf. Die Strahlung wird also nur an Kristallstrukturen sehr nahe an der Oberfläche der Probe gebeugt. So lässt sich die Beugung der Strahlung an Kristallstrukturen etwa in Dünnschichten mit minimaler Überlagerung von am Substrat gebeugter Strahlung untersuchen. Beim herkömmlichen Theta/2-Theta-Verfahren mit großen Einfallswinkeln (vgl. Diffraktometrie) dringt die einfallende Strahlung dagegen in die Probe ein und es tritt keine erhöhte die Sensitivität für die Probenoberfläche auf. Für noch kleinere Einfallswinkel (0–0,6 Grad) lässt sich sogar die Oberfläche der Dünnschicht untersuchen, etwa in dem verwandten Verfahren der Kleinwinkelbeugung unter streifendem Einfall (GISAS).
Literatur
- Mario Birkholz, Paul F. Fewster, Christoph Genzel: Thin film analysis by X-ray scattering. Wiley-VCH, 2006, ISBN 3-527-31052-5, S. 148 ff. (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).