Equipo de difracción de rayos x, principalmente para materiales policristalinos en capa delgada

Las capacidades de fabricación de materiales y dispositivos a escala micro/nanométrica en obleas de 8” del Instituto de Tecnología Nanofotónica no sólo son notables, sino que están actualmente ampliándose de forma significativa para alcanzar un nivel superlativo en España y Europa. En el marco de esta ampliación de capacidades, que también incluye nuevas técnicas de caracterización, una de las necesidades perentorias del Instituto es la rápida caracterización composicional de capas de materiales cristalinos, crecidos epitaxialmente o por otras técnicas de fabricación, que también permita detectar la presencia de defectos estructurales, texturas, e incluso la presencia de cierto grado de ordenación (atómica o de poros).
La cristalografía de rayos X es una técnica muy potente y versátil, perfecta para el cometido anteriormente descrito, puesto que permite el estudio y análisis de materiales en base al fenómeno de difracción de los rayos X (DRX) por sólidos en estado cristalino. Para resumir el funcionamiento de este fenómeno, cuando la materia objeto de estudio es irradiada por rayos X, éstos son difractados por los electrones que rodean los átomos, debido a que su longitud de onda es del mismo orden de magnitud que el radio atómico del material. El haz de rayos X emergente tras esta interacción contiene información sobre la posición y tipo de átomos encontrados en su camino. En el caso de los materiales cristalinos, gracias a su estructura periódica, dispersan elásticamente los haces de rayos X en ciertas direcciones y los amplifican por interferencia constructiva, originando un patrón de difracción. Es posible observar y medir la intensidad y posición de los rayos X difractados, y el análisis matemático de dicha información permite obtener una representación de la composición y organización atómica del material estudiado, y de su periodicidad.