Entwicklung eines hochauflösenden wellenlängendispersiven Spektrometers für den Spektralbereich harter Röntgenstrahlung

Zur Charakterisierung von neuen Materialien und Ermittlung der Spezies stehen aufgrund schneller Forschungs- und Entwicklungszyklen in der Nanoelektronik zumeist keine Referenzmaterialien zur Verfügung. Mit kalibrierten, wellenlängendispersiven Detektionssystemen ist eine referenzprobenfreie Spektroskopie möglich, allerdings werden diese Spektrometer aktuell aufgrund ihrer geringen Effizienz und ihrer Baugröße mit Synchrotronstrahlung als Anregungsquellen eingesetzt. Deshalb war es Ziel dieser Arbeit, ein kompaktes, kalibrierbares Detektionssystem zu entwickeln, welches hohe Effizienz bei gleichzeitig hohem Auflösungsvermögen bietet. Durch ein neues Dispersionskonzept, die Doppel-Bragg-Reflexion, bei dem zwei Vollzylinderoptiken im Strahlengang eingesetzt werden, können ein kompaktes Design und ein hohes Auflösungsvermögen realisiert werden. Das entwickelte Spektrometer ermöglicht die chemische Speziation im Energiebereich von 2,4 keV bis 18 keV. Die Arbeit liefert einen Beitrag zur Kommerzialisierung von hochauflösenden, kompakten Detektionssystemen, die effizient und referenzprobenfrei die Charakterisierung von Materialien ermöglichen

Characterization of HAPG mosaic crystals using synchrotron radiation

Highly annealed pyrolytic graphite (HAPG) is an advanced type of pyrolytic graphite that, as a mosaic crystal, combines high integral reflectivity with a very low mosaicity of typically less than 0.1°. When used as dispersive X-ray optics, a high resolving power has been observed, rendering HAPG very suitable for applications in high-resolution X-ray spectroscopy, which conventionally relies on ideal crystals. For the design and modelling of HAPG crystals in applications requiring high spectral resolution, the diffraction properties must be known very accurately. To close this gap, a comprehensive characterization of HAPG crystals was performed that allows for modelling of the diffraction properties in different diffraction orders over a broad spectral range. The crystal properties under investigation are the mosaic spread, the peak reflectivity and the intrinsic reflection width. The investigations were carried out for different thickness crystal films, which were mounted adhesively on a substrate. It is shown that the diffraction properties are strongly correlated to the grade of adhesion, which depends crucially on the substrate material and its surface properties. The investigations were performed using monochromated tunable synchrotron radiation of high spectral purity with a high-precision experimental setup and calibrated detection devices at the electron storage ring BESSY II.</jats:p

Röntgenspektrometrie mit Synchrotronstrahlung

PTB-Mitteilungen. Band 124 (2014), Heft 4, Seite 17 - 23. ISSN 0030-834

Metrologie mit Synchrotronstrahlung, Teil II (Auszug aus: PTB-Mitteilungen 2014, Band 124, Heft 4. ISSN 0030-834X)

PTB-Mitteilungen. Band 124 (2014), Heft 4. ISSN 0030-834X1.: Scholze, Frank, Christian Laubis, Annett Barboutis, Christian Buchholz, Andreas Fischer, Jana Puls und Christian Stadelhoff: Radiometrie für die EUV-Lithographie. doi: 10.7795/310.20140401 http://dx.doi.org/10.7795/210.20140401 2.: Scholze, Frank, Anton Haase, Michael Krumrey, Victor Soltwisch und Jan Wernecke: Streuverfahren an nanostrukturierten Oberflächen. doi: 10.7795/310.20140402 http://dx.doi.org/10.7795/310.20140402 3.: Krumrey, Michael, Raul Garcia-Diez, Christian Gollwitzer und Stefanie Langner: Größenbestimmung von Nanopartikeln mit Röntgenkleinwinkelstreuung. doi: 10.7795/310.20140403 http://dx.doi.org/10.7795/310.20140403 4.: Müller, Matthias, Martin Gerlach, Ina Holfelder, Philipp Hönicke, Janin Lubeck, Andreas Nutsch, Beatrix Pollakowski, Cornelia Streeck, Rainer Unterumsberger, Jan Weser und Burkhard Beckhoff: Röntgenspektrometrie mit Synchrotronstrahlung. doi: 10.7795/310.20140404 http://dx.doi.org/10.7795/210.20140404 5.: Hermann, Peter, Arne Hoehl, Andrea Hornemann, Bernd Kästner, Ralph Müller, Burkhard Beckhoff und Gerhard Ulm: Mikro- und Nano-Spektroskopie und Detektorcharakterisierung im IR- und THz-Bereich an der Metrology Light Source. doi: 10.7795/310.20140405 http://dx.doi.org/10.7795/310.20140405 6.: Kolbe, Michael, Erik Darlatt, Rolf Fliegauf, Hendrik Kaser, Alexander Gottwald und Mathias Richter: Oberflächenuntersuchungen mit Vakuum-UV-Strahlung. doi: 10.7795/310.20140406 http://dx.doi.org/10.7795/310.2014040