Рентгеновские дифракционные решетки на основе многослойных структур

• Автор: Коваленко, Николай Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 156 с. : ил.

Глава 1. Рентгеновские многослойные дифракционные решетки (МДР) (обзор
литературы)
1.1 Типы МДР
1.2. Требования к структуре и анализ возможных методов изготовления МДР
1.3 Описание дифракционных свойств МДР
1.4. Исследования рентгенооптических свойств МДР
1.5. Применение МДР
Глава 2. Численное моделирование рентгенооптических свойств МДР
2.1. Сравнение современных методов расчета рентгенооптических свойств МДР
2.2. Результаты численного моделирования дифракционных свойств МДР.;...
Глава 3. Изготовление рентгеновских МДР
3.1. Изготовление многослойных рентгеновских зеркал
3.2. Метод голографической литографии
3.2.1. Стенд для голографической записи дифракционных решеток
3.2.2. Формирование маски для ионно-лучевого травления
3.2.3. Ионно-лучевое травление МДР
3.3 Особенности изготовления W/Si, Ni/C, и Ti/Be МДР
Глава 4. Экспериментальное исследование дифракционных характеристик ' МДР
4.1. Исследование дифракционной эффективности многослойных решеток в жестком рентгеновском диапазоне спектра (7-9 кэВ)
4.1.1. Регистрация характеристического спектра рентгеновской трубки с
медным анодом в жесткой области (8 кэВ)
4.2. Исследование дифракционных характеристик многослойных решеток в мягком рентгеновском диапазоне (280 эВ)
Глава 5. Новые типы рентгеновских дифракционных решеток на основе многослойных структур
5.1. Рентгеновская фазовая многослойная решетка скользящего падения
Глава 6. Применение рентгеновских дифракционных решеток на основе многослойных структур для спектроскопии мягкого рентгеновского диапазона
6.1. Схема спектрометра МР излучения на основе многослойной фазовой дифракционной решетки скользящего падения для исследования контуров
спектральных линий горячей плазмы
Заключение
Приложение А. Метод собственных векторов для расчета полностью
протравленной МДР
Приложение Б. Модификация метода собственных векторов для расчета
“фазовых” МДР
Литература
Проведение научных исследований, основывающихся на измерении рентгеновских спектров и дифрактограмм рентгеновского излучения, позволяет получать важную информацию о строении и состоянии вещества. Количество и качество получаемой информации при этом зависят от величины конечной ошибки, определяемой спектральным разрешением АХ либо угловым или пространственным разрешением Д9 приборов.
В жестком рентгеновском диапазоне спектра электромагнитного излучения (энергия фотонов 5-30 кэВ и выше) в качестве рентгенооптических элементов традиционно используются различные совершенные кристаллы (Б!, ве и др.). При дифракции рентгеновского излучения на кристаллических плоскостях, определяемой условием Брэгга, происходит высокоэффективное (60-80%) отражение рентгеновского излучения. При этом из спектра падающего излучения выделяется малая область АХ/Х и 10'4, отражаемая в узкий интервал углов - Д0Й£(0) « 10'4, что позволяет достигать высокого спектрального и пространственного разрешения.
Мягкий рентгеновский (МР) диапазон спектра электромагнитного излучения (энергия фотонов 0.5 - 5.0 кэВ) обладает рядом особенностей, делающим его крайне сложным для исследований. Особенно остро такая проблема стоит для области энергий МР фотонов 0.5- 2.0 кэВ. Эта область1 спектра характеризуется высоким поглощением излучения. Малая длина пробега фотонов во всех веществах (на нижней границе диапазона она

пика, как это реализовано в фазовой многослойной решетке скользящего падения [12-13], свойства которой описываются ниже в Гл. 5.1.
Наглядным примером, иллюстрирующим возможности метода собственных векторов и характеризующим дифракционные . свойства травленных МДР, является расчет угловой зависимости дифракционной эффективности МДР в зависимости от амплитуды рассеяния жесткого рентгеновского излучения (энергия фотонов 8.05 кэВ) “многослойными штрихами“. На рисунке 13 представлена зависимость дифракционной эффективности МДР от скважности дифракционной решетки (т.е. от отношения периода решетки к ширине многослойной полоски D/L, см. Рис 7). Расчеты были ориентированны на решетку с большим числом полностью протравленных бислоев (N=1000).
Рис. 13. Рассчитанные кривые дифракционной эффективности порядков гипотетической W/Si МДР в зависимости от угла падения для различных отношений D/L (Рис. 7) (Параметры решетки: период решетки 2 мкм, общее число периодов многослойника N= 1000, период многослойника d=4.5 нм.)