介绍了掠入射X射线散射法(GXRS法)测量超光滑表面的原理及基于商业用X射线衍射仪改造而成的实验装置。以3片不同粗糙度的硅片作为实验样品,分别应用一级矢量微扰理论和改进的Harvey-Shack理论对其散射分布进行处理,所得结果与原子力显微镜测量结果基本相符。分析了探测器接收狭缝的宽度和入射光发散度对实验结果的影响,随着探测器接收狭缝宽度和入射光发散度的减小,测量误差呈指数迅速减小。在所测量的空间频率范围内,功率谱密度(PSD)函数的误差随频率的增加而减小。
提出了一种利用总积分散射(TIS)测量K9玻璃基片表面散射和体散射的实验方法。首先采用磁控溅射技术在基片表面沉积厚度为几十nm的金属Ag薄膜,然后将基片的表面和体区分开考虑,通过TIS测得了基片上下表面的均方根粗糙度,进而求得基片的总散射和表面散射,最后计算得到了体散射。分别利用TIS和原子力显微镜(AFM)测量了3个样品上表面所镀Ag膜的均方根粗糙度,两种方法所得的均方根粗糙度的数值相差不明显,差值分别为0.08,0.11和0.09 nm,表明TIS和AFM的测量结果相一致。利用该方法测得3块K9玻璃基片的总散射分别为6.06×10-4,5.84×10-4和6.48×10-4,表面散射介于1.25×10-4~1.56×10-4之间,由此计算得到的体散射分别为3.10×10-4,3.30×10-4和3.61×10-4。
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