Aeris 已进化。台式 X 射线反射率测量从未如此简单。

我们最近在升级后的 Aeris 仪器上推出了 X 射线反射率测量（XRR）功能。该功能兼容 Aeris 的样品交换器，这一升级使反射率测量变得简单易行，无需专用平台或复杂的对准。

在发布网络研讨会中，我们的专家 Martin Schreyer 博士和 Gwilherm Nénert 博士演示了 Aeris 如何在无需复杂重新配置的情况下进行 XRR 测量。这种易用性将薄膜和表面分析带给各行各业的实验室——从涂层、电池、半导体等领域皆是如此。

以下是你需要了解的内容。

关键要点

1. XRD 告诉你材料是什么；XRR 告诉你材料表面的情况。XRD 可识别晶体结构和相，而 XRR 则测量表面层面的特征，包括厚度、密度和粗糙度。
2. 借助 Aeris，你可以在同一平台上运行 XRR 和 XRD，并以最小的调整在两种技术之间切换。
3. 传统 XRR 需要仔细进行样品对准，这会增加测量时间，并带来操作人员差异导致的变化风险。使用 Aeris，只需装载并测量——无需专用平台或专门光学系统。
4. Aeris 在每个角度采集完整的 2D 图像，而不是单个数据点，因此你不仅能获得反射率曲线，还能在正交方向上得到额外的结构信息，并可控制积分范围。

在薄膜分析中，精度不容妥协

XRR 的关键用途是表征薄膜。在许多应用中，几纳米的差异就可能决定性能峰值与产品失效之间的分界。

以半导体制造为例。栅氧化层——将晶体管控制栅与下方半导体沟道分隔开的绝缘层——通常只有几纳米厚，而对这一厚度的控制至关重要。太薄，电流就会泄漏并导致器件过热；太厚，开关速度会变慢，从而对性能产生负面影响。以纳米级精度、无损地验证这些层，正是 XRR 的专长所在。

一项 2025 年关于现代栅介电层的研究说明了其中的关键性：研究人员使用 XRR 比较了掺杂和未掺杂的 HfO₂ 薄膜，发现即便界面层密度和表面粗糙度只有细微差异，也会对应电学性能的可测变化。

功能性涂层提供了另一个例子。这些涂层是应用于储能、电子和制造等领域的防护、光学和磁性薄膜。涂层能否发挥作用，取决于其厚度、平整度，以及是否在无缺陷的界面上洁净形成。XRR 可以在不切割或损坏样品的情况下揭示这些信息。

这种重要性也延伸到原子力显微镜都无法触及的埋藏界面。在一项关于新兴室温磁性薄膜的 2023 年研究中，研究人员发现，XRR 测得的表面粗糙度高于原子力显微镜（AFM）获得的数值。作者将这一差异部分归因于 XRR 能够感知埋藏的膜-基底界面粗糙度，而 AFM 仅限于表面。

Aeris 将 XRR 从专业技术带入常规实践

传统上，XRR 一直被认为是一种复杂的专业技术。常规装置需要仔细对准样品，而对准长期以来被认为是该技术最常见的测量误差来源；已有研究指出，商用反射计上的对准难以控制，并且高度依赖操作人员的技能。

传统 XRR 装置通常还需要专用落地式系统和专门光学组件，使得许多进行常规分析的实验室难以采用这项技术。Aeris 先进的软件和无需对准的设计改变了这一点，将 XRR 带入了紧凑、易用的台式平台。

Aeris 如何让 XRR 成为常规操作

关键在于将基于帧的 1D 测量与先进的 2D 探测器技术相结合。Aeris 不使用单点探测器，而是在每个角度采集 2D 图像，并允许你选择积分范围。该图像不仅包含所需的反射率曲线，还包含可在数据处理过程中评估的正交方向附加信息。此外，由于可以获取完整图像，即使样品有较小位移，也能获得良好的 XRR 数据，从而无需精细对准。

结果就是简单直接、无需对准的 XRR——只需装载并测量，无需专用平台或专门光学系统。

XRR 与 XRD 联合分析；无需复杂切换

在 Aeris 平台上，XRR 和 XRD 并列集成于一台紧凑而多功能的仪器中，让常规衍射和薄膜分析在同一台设备上完成。两种技术之间的切换几乎只需更换狭缝：先测量一个粉末 XRD 样品，然后立即测量一个 XRR 样品；如果在继续之前需要更换部件，仪器会提示你。没有额外复杂性，出错机会也更少。

要全面了解 Aeris 的能力，欢迎回看发布网络研讨会，主讲人为 Martin Schreyer 博士和 Gwilherm Nénert 博士。

如果你想了解 Aeris 能为你的实验室带来什么，请联系我们的团队。