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薄膜樣品自動測試方案詳解(XRD)

更新時間:2025-07-10點擊次數:69

告別薄膜手動測試“苦海”!解鎖樣品自動測試,提升效率與,結果更可靠!| 薄膜樣品自動測試方案詳解(XRD)

布魯克X射線部門 孟璐


高校測試樣品使用自動化方法的必要性日益凸顯。面對日益增長的樣品數量和復雜度,材料與設備的學習門檻使得傳統人工操作效率低下、易出錯,且耗費大量寶貴的人力資源與時間。自動化方法能明顯提升測試通量,大幅縮短實驗周期。更重要的是,它能嚴格標準化操作流程,大限度的減少人為誤差,確保實驗數據的精確性與可重復性,這是高水平科研的基石。自動化不僅釋放科研人員精力,使其專注于數據分析和創新思考,更能優化資源配置,提升整體科研效率與質量,是高校實驗室現代化、提升競爭力的必然選擇。

在研發和質量控制中,高效、準確、可靠地處理和分析大量測試樣品至關重要。手動操作不僅耗時耗力、效率低下,更易因人為疲勞或疏忽引入誤差,影響數據一致性和結果可靠性。自動化方法(如自動化取樣、進樣、處理和分析系統)則能明顯提升效率,實現高通量、24/7連續運行,縮短測試周期。同時,其高度程序化和精確控制能大程度的減少人為變量,保證操作的一致性和結果的準確性、可重復性。尤其在面對大批量、重復性高或時效性強的樣品測試需求時,自動化不僅是提升效率的工具,更是確保數據質量、加速產品開發與上市、降低長期成本的戰略性必要手段。

薄膜樣品自動測試方案詳解(XRD) 

本文對布魯克XRD在薄膜方向自動化方案進行進一步解釋說明,前序介紹薄膜測試的自動化方案

一、為什么薄膜樣品表征非自動測試不可

以往薄膜樣品手動表征的痛點:

1、由于薄膜樣品本身較粉末樣品更復雜,需要專門的人員進行測試設備管理;

2、測試速度慢,逐步優化參數占據大量設備負責人員時間和精力;

3、不同樣品設備預校準及硬件配置的調整,很容易被忽視;

4、重復樣品結果分析,人為擬合參數波動變化大

薄膜樣品自動測試方案詳解(XRD) 

薄膜樣品自動表征優勢:

1、軟件內置常見物質晶體學數據庫、測試軟件和分析軟件支持數據庫自定義,提供更多可能性;

2、規范化操作流程,避免人為引入誤差,如優化范圍選擇及峰值判斷; 

3、設備硬件配置自檢功能,避免交叉使用引起的配置變化,影響設備本征參數;

4、重復樣品結果分析,擬合參數可控

薄膜樣品自動測試方案詳解(XRD) 

▲ 通用腳本設置示例

進階方案—分析結果批量輸出:

1、分析過程支持自定義SOP建立,只需一次設置,未來可直接調用程序(需新版軟件)

2、對重復樣品/產品/批量樣品單一數據檢測客戶,可進一步提供常見擬合參數輸出,支持excel等常見輸出格式(如GaN、GaAs等材料體系薄膜厚度、摻雜濃度、失配等)

薄膜樣品自動測試方案詳解(XRD) 

▲ 圖1 原位XRR批量數據處理

二、薄膜樣品自動表征解決方案支持項目

目前支持薄膜測試應用類目:

1、X射線反射率自動優化及測試(XRR)

2、HR-XRD hkl=000s自動優化及測試(“絕的對”角度測試)

3、HR-XRD 對稱衍射自動優化及測試

4、HR-XRD 非對稱衍射自動優化及測試

5、GID自動優化及測試

6、IP-GID自動優化及測試

7、Wafer Mapping

8、自定義掃描

薄膜樣品自動測試方案詳解(XRD) 

▲ 圖2 wafer樣品數據收集

薄膜樣品自動測試方案詳解(XRD) 

▲ 圖3 Wafer樣品XRR Mapping分析結果示意圖

三、薄膜樣品自動表征解決方案支持設備配置:

硬件要求:平行光及準平行光系統,多軸樣品臺;

軟件要求:Measurement Center版本建議V8以上,低版本軟件需與技術支持部門進一步討論可行性及風險。

如果您在測試時,經常會因為以下問題迷茫無助,建議使用自動測試方案敲掉“頭的疼痛問題”:

對光順序混亂、曲線判斷原則不明、樣品表面不均一難處理,需多點優化參數、多點位/mapping校準及測試….

歡迎后臺留言討論及共同探討特殊樣品自定義測試邏輯開發。

已有布魯克XRD設備?別讓寶藏蒙塵!

致所有追求高效精確的實驗室伙伴——尤其是已配備布魯克D8 Discover自動測試模塊但還未啟用的您!

-轉載于《布魯克X射線部門》公眾號

 

 

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