• 제목/요약/키워드: X-ray reflectivity

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이온 조사된 Cu/Ni/Cu(001)/Si 자성박막에 있어서 X-ray reflectivity를 이용한 계면 연구 (Interface study of ion irradiated Cu/Ni/Cu(001)/Si thin film by X-ray reflectivity)

  • 김태곤;송종한;이택휘;채근화;황현미;전기영;이재용;정광호;황정남;이준식;이기봉
    • 한국자기학회지
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    • 제12권5호
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    • pp.184-188
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    • 2002
  • 수직자기이방성을 가지는 Cu/Ni/Cu(002)/Si(100) 자성박막을 전자빔 증발법을 이용하여 초고진공에서 증착 하였다. 증착 시 RHEED로 측정 한 결과 실리콘 기판 위에 자성박막이 적층성장되었음을 확인하였다. 이러한 Cu/Ni/Cu(001)/Si(100) 자성박막에 1 MeV C 이온을 이온선량 2$\times$$10^{16}$ ions/$\textrm{cm}^2$로 조사한 후 MOKE로 자기이력곡선을 측정한 결과 이온 조사에 의해 자화용이축이 수직에서 수평방향으로 변화되었음을 확인하였다 포항 방사광가속기를 이용하여 X-선 반사도와 Grazing Incident X-ray diffraction(GE) 분석을 수행한 결과 첫 번째 Cu층과 Ni층 사이의 계면은 이온 조사 후 거칠기는 증가하였으나, Cu와 Ni의 전자밀도의 대비는 더욱 명확해졌다. 그리고, 증착 후 Cu와 Ni원자의 격자 상수 차이에 의해 Ni층이 가지고 있었던 strain은 이온 조사 후 완화되었음을 알 수 있었다. 끝으로, 이온조사 시 자성특성 변화와 직접적인 관계가 있는 strain 완화, 계면 혼합층(혹은 새로운 상)등이 생성되는 기구를 탄성충돌 및 비탄성충돌에 의한 열화학적 구동력으로 규명하였다.

Synchrotron X-ray Reflectivity Studies on Nanoporous Low Dielectric Constant Organosilicate Thin Films

  • Oh, Weon-Tae;Park, Yeong-Do;Hwang, Yong-Taek;Ree, Moon-Hor
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제28권12호
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    • pp.2481-2485
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    • 2007
  • Spatially resolved, quantitative, non-destructive analysis using synchrotron x-ray reflectivity (XR) with subnano-scale resolution was successfully performed on the nanoporous organosilicate thin films for low dielectric applications. The structural information of porous thin films, which were prepared with polymethylsilsesquioxane and thermally labile 4-armed, star-shaped poly(ε-caprolactone) (PCL) composites, were characterized in terms of the laterally averaged electron density profile along with a film thickness as well as a total thickness. The thermal process used in this work caused to efficiently undergo sacrificial thermal degradation, generating closed nanopores in the film. The resultant nanoporous films became homogeneous, well-defined structure with a thin skin layer and low surface roughness. The average electron density of the calcined film reduced with increase of the initial porogen loading, and finally leaded to corresponding porosity ranged from 0 to 22.8% over the porogen loading range of 0-30 wt%. In addition to XR analysis, the surface and the inner structures of films are investigated and discussed with atomic force and scanning electron microscopy images.

다층박막 거울의 반사율 평가를 위한 유전 알고리즘의 개선 (Improvement of Genetic Algorithm for Evaluating X-ray Reflectivity on Multilayer Mirror)

  • 천권수
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.69-75
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    • 2020
  • 다층박막 거울은 산업뿐만 아니라 의료 분야에서도 사용되고 있다. 층수가 40인 W/C 다층박막 거울의 성능을 평가하기 위해 엑스선회절분석기로 엑스선반사율을 측정하였다. 40층의 각 층에 대해 두께, 밀도, 계면거칠기를 획득하기 위하여 유전 알고리즘이 사용된다. 기존의 균일 무작위 선택을 하면 해가 수렴하지 않거나 수렴하더라도 오차가 커지는 문제가 발생하여 개선이 요구되었다. 유전 알고리즘의 적합도를 계산하는 시간을 단축하기 위해 C/C++로 병렬 프로그래밍하였다. 제작된 유전 알고리즘은 세대수의 증가와 개체군의 증가에 대해 선형적인 시간 증가를 보여 우수한 scalability를 보였다. 유전 알고리즘의 선택을 균일과 가우시안 무작위를 1:1로 하여 해의 수렴을 보다 안정적으로 개선하였다. 개선된 유전 알고리즘은 다층 박막 거울과 같이 층의 개수가 수십 층 이상이 되는 시료의 각 층의 특성을 파악하는데 적용할 수 있을 것이다.

MgO(100) 기판 위에 증착된 Ag/CoFeB 박막의 스퍼터링 조건에 따른 미세성장구조 변화 연구 (Effects of Sputtering Conditions on the Growth of Ag/CoFeB Layer on MgO(100) Substrate)

  • 전보건;정종율
    • 한국자기학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.214-218
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    • 2011
  • 본 연구에서는 DC 마그네트론 스퍼터링을 이용해 MgO 단결정 기판 위에 성장된 Ag/CoFeB 박막의 스퍼터링 조건에 따른 박막 미세구조의 변화를 연구하였다. Ag 박막의 결정성 및 표면 거칠기는 인가전력(sputtering power) 및 증착온도의 변화에 따라 증착온도가 증가하는 경우 (200) 방향의 결정성이 향상되는 것을 확인하였으며, 인가전력이 증가되는 경우 표면 거칠기가 감소하는 것을 확인하였다. 또한 고분해능 TEM(transmission electron microscopy) 및 XRR(X-ray reflectivity) 측정을 통해 MgO 기판 위 Ag층의 켜쌓기 성장 및 MgO 기판과 Ag층 사이에 산화층에 해당하는 계면층이 존재하는 것을 알 수 있었으며, 증착온도의 증가에 따른 Ag의 섬상구조 형성 및 intermixing 효과에 의한 Ag/CoFeB 계면층의 변화 및 자기적 특성의 변화를 연구하였다.

Conceptual Design of Soft X-ray Microscopy for Live Biological Samples

  • Kim, Kyong-Woo;Nam, Ki-Yong;Kwon, Young-Man;Shim, Seong-Taek;Kim, Kyu-Gyeom;Yoon, Kwon-Ha
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제7권4호
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    • pp.230-233
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    • 2003
  • This study describes the conceptual design of a soft x-ray microscope system based on a laserbased source for biomedical application with high resolution (${\leq}$50nm). The laboratory scale soft x-ray microscope consists of high power laser plasma x-ray source and grazing incidence mirrors with high reflectivity. The laser plasma source used for developing this system employs Q-switched Nd-YAG pulsed laser. The laser beam is focused on a tantalum (Ta) target. The Wolter type I mirror was used as condenser optics for sample illumination and as objective mirror for focusing on a detector. The fabrication of the Wolter type I mirror was direct internal cutting using ultraprecision DTM. A hydrated biological specimen was put between the two silicon wafers, the center of which was $Si_3N_4$ windows of 100㎚ thickness. The main issues in the future development work are to make a stable, reliable and reproducible x-ray microscope system.

몰리브덴(Mo) 특성방사선 획득을 위한 다층박막 거울의 최적 설계 및 공차 분석 (Optimum Design and Tolerance Analysis of Multilayer Mirror for Obtaining Characteristic X-ray of 17.5 keV)

  • 천권수
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제3권4호
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    • pp.23-28
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    • 2009
  • 단색 엑스선은 적은 방사선 피폭으로 대조도가 높은 의료영상을 만들 수 있다. 엑스선 튜브와 다층박막 거울을 결합하면 높은 플루언스의 단색 엑스선을 얻을 수 있다. 몰리브덴(Mo) 타깃을 갖는 엑스선 튜브에서 Mo 특성방사선(17.5keV)을 높은 반사율로 획득하기 위한 W/C 다층박막 거울의 최적화를 수행하였다. 반사율이 최대가 되는 조건에서 두께주기와 두께비를 결정하였다. 최적 설계된 다층박막 거울에 대한 두께주기와 브래그 정렬에 대한 공차를 구하였다. 증착(deposition) 공차 0.2nm와 회전정렬 공차 ${\pm}0.01^{\circ}$에서 이론 반사율의 85% 이상에 해당하는 반사율이 얻어질 수 있다. 다층박막 거울을 이용하면 높은 플루언스의 특성방사선을 얻어 낼 수 있기 때문에 의료영상 획득 장치에 많이 사용될 것이다.

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엑스선 공명 자기 산란을 이용한 자성 다층박막 및 나노 구조체의 자기 구조와 자기 스위칭 메커니즘의 연구 (X-Ray Resonant Magnetic Scattering Study of Magnetic Structures and Magnetic Switching Mechanism in Magnetic Multilayers and Nanostructures)

  • 이동렬
    • 한국자기학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.160-166
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    • 2010
  • 엑스선 공명 자기산란은 엑스선 반사율과 회절의 원리를 이용하여 자기 다층박막 내 깊이 방향의 자화 모양 및 자기 나노 구조체 내의 자화 분포를 특정 원소별로 구할 수 있다. 여기서는 엑스선 공명 자기산란에 대한 간단한 설명과 이를 이용한 자성 다층박막 및 나노 구조체의 자기 구조와 자기 스위칭의 연구에 대하여 몇 가지 예를 들어 설명하려 한다.

방사광 X-선 반사도론 이용한 oxynitride 나노박막의 두께와 계면 거칠기 측정 (Structural characterization of oxynitride films by synchrotron x-ray reflectivity analysis)

  • 장창환;주만길;신광수;오원태;이문호
    • 한국결정학회:학술대회논문집
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    • 한국결정학회 2002년도 정기총회 및 추계학술연구발표회
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    • pp.44-44
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    • 2002
  • 방사광 X-선 반사도를 이용하여 나노 스케일의 두께를 가진 oxynitride 박막의 계면 구조 및 두께를 측정하였다. Oxynitride 박막에서 nitrogen 분포의 분석은 두께가 극도로 얇아지는 요즘의 반도체 제작에서 매우 중요한 과제로 대두되고 있다. (1) X-선 반사도 측정을 분석하여 박막 깊이에 따른 전자밀도분포와 계면에서의 거칠기 및 각 층의 두께가 결정되었다. X-선 반사도 측정 분석으로부터 Nitrogen은 SiO₂와 Si substrate 계면에 위치하며, 화학조성분포와 층 구조의 상관성을 SIMS를 이용한 조성분포 측정과 비교하였다.

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