分析領域

カーエレクトロニクスやライフサイエンスの分析・解析で研究開発をサポートします。

物理分析サービス

XRD(X線回折測定)

X線回折法(XRD)により結晶性物質の同定や構造解析を、X線反射率法(XRR)により膜厚や膜密度、粗さを評価します。

概要

XRDは、材料開発や品質管理など研究や生産の分野で幅広く活用されています。粉末やバルク試料、薄膜、コーティング材料などさまざまな材料の定性分析および結晶構造解析が可能です。本設備では微小部や高温(~1,200℃)での測定にも対応しています。
また、XRRでは、1~1,000nm程度の膜厚測定や表面及び界面の粗さ評価ができます。各層の組成が既知であれば膜密度の評価も可能です。

原理

【XRD】結晶にX線を照射すると、ブラッグの条件を満たす角度でX線が回折します。回折したX線を検出して得られたプロファイルに一致する化合物を同定や、格子定数などの結晶情報の取得が可能です。

【XRR】X線を極低角で入射し、全反射条件近傍でX線反射率(入射X線強度に対する鏡面反射X線強度)を測定します。薄膜モデルと振幅、周期の解析から計算されたX線プロファイルとフィッティングを行い、膜厚、粗さ、膜密度を求めます。

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特徴

XRD

・各種化合物の結晶構造解析
X線回折法により化合物の定性や結晶構造解析を行います。XRDでは元素分析とは異なり、化合物として同定が可能です。同じ種類の原子から構成されるが結晶構造は異なる物質を見分けることができます。また、X線の回折パターンから結晶性や配向性などさまざまな情報を得ることができます。

・低入射角を用いた薄膜の定性分析
X線を入射角を低角に固定することでX線の侵入深さが浅くなり、薄膜の定性分析が可能です。基板上の金属界面層や機能性酸化膜の結晶構造解析などが挙げられます。

・微小領域の定性分析
弊社所有の光学素子であるCBO-fを用いることで、□0.4mm程度の測定が可能です。異物のような小さなサンプルの無機化合物の同定や、X,Y電動ステージ(X,Y可動域:20mm)による多点測定が可能です。

・高温下での定性分析
高温アタッチメントにより室温~1200℃での測定が可能です。高温域での酸化や相変化が評価できます。その他、不活性ガスをパージしながらの測定にも対応します。

XRR

XRRを用いて、薄膜の構造パラメータである膜厚や膜密度、表面や界面の粗さの評価が可能です。結晶質、非晶質を問わず広い範囲の材料に適用でき、非破壊で測定ができます。

技術事例

化合物の定性分析

高温XRD測定

配向の評価

XRRによる薄膜評価

設備ラインナップ

  • Rigaku製

    Smart Lab

    ●最大定格出力:3kW
    ●X線管球:Cu
    ●検出器:半導体1次元検出器
    ●入射・受光光学系:
     多層膜ミラー、
     CBOユニット(平行ビーム法、集中法切替可能)
     微小部光学系 CBO-fユニット、CCDカメラ
    ●高温アタッチメント:
     HTK1200(使用温度:室温~1,200℃)
    ●試料寸法:φ100mm以下、高さ20mm以下
    ●高温アタッチメント装着時試料寸法:
     φ15mm以下、高さ10mm以下
    ●所有事業所:本社
    ●所有台数:1台

Q&A

Q.データはどのような形式でいただけますか?

A.基本は弊社フォーマットにて報告書を作成しますが、ご希望があれば貴社フォーマットでのデータの提出も可能です。また写真の元データもJPEG・BMP・TIFFの形式で提出可能です。

Q.どんなものでも測定できますか?

A.X線回折法を用いた分析を実施するためには、結晶化しているサンプルである必要があります。XRRを用いた薄膜評価であれば非晶質でも測定可能です。

Q.事前に必要な情報はありますか?

A.分析目的、材質(可能であれば)、試料サイズ、試料形状、試料の粉砕もしくは切断可否、検体数、測定範囲(ご指定があれば)、ご希望納期等の事前情報があればスムーズに対応することができます。

Q.試料サイズや必要量はどのくらいですか?

A.試料サイズは□20~30mm以内です。微小領域の測定では測定箇所が□0.4mm以上である必要があります。

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