Экспериментальные методы и исследование многослойных структур

Создан комплекс технологического и измерительного оборудования для нанесения многослойных структур (МС) из сверхтонких пленок различных материалов и развиты экспериментальные методики изучения внутреннего строения и аттестации отражательных характеристик многослойных зеркал в диапазоне 0.05 — 60 нм. Измерительный комплекс включает зондовую и электронную микроскопии, послойную Оже-спектроскопию, рентгеновские рефлектометрию и дифрактометрию. С примененим метода стоячих рентгеновских волн (совместно с сотрудниками ИК РАН), рентгеновской дифракции, EXAFS и Мессбауэровской спектроскопии, были изучены внутренне строение МС, процессы на границах слоев и в слоях многослойных структур практически всех типов, представляющих интерес с точки зрения изготовления многослойной оптики рентгеновского диапазона. Эти работы заложили основы методов комплексного изучения многослойных рентгеновских зеркал и стали базой современных представлений о физике и технологии многослойных рентгеновских зеркал.

К наиболее значимым физическим результатам, полученным в ходе выполнения этого цикла работ можно отнести следующее:

• Создана методика определения структурных параметров многослойных структур по данным рефлектометрии в жестком и мягком рентгеновском диапазонах длин волн.
• Предсказан и изучен эффект самосогласования границ в структурах, приводящий к отступлению поведения коэффициентов отражения в динамических пиках от закона Дебая-Валлера и к повышению разрешающей способности зеркал.
• Детально изучены диффузионные процессы в многослойных структурах.
• Исследованы рентгеновские волноводные моды в слоистых структурах. Обнаружены и изучены эффекты резонансного усиления диффузного рассеяния в гетероструктурах волноводного типа.

Эти работы позволили получить не только научные результаты, но имеют и большое прикладное значение. Созданная метрологическая база обеспечивает измерение коэффициентов отражения элементов рентгеновской оптики с апертурой до 300 мм и произвольной формой поверхности в диапазоне длин волн 0.6-60 нм. В жестком рентгеновском диапазоне изучаемые образцы могут иметь диаметр до 100 мм, плоскую или изогнутую форму поверхности. По своим возможностям и техническим характеристикам эта метрологическая база уникальна, даже на мировом уровне, и широко используется как отечественными, так и иностранными разработчиками и исследователями для калибровки элементов рентгеновской оптики, спектральной аппаратуры и детекторов рентгеновского излучения.