X線回折法（XRD）

結晶性のサンプルにX線を入射し、回折現象により飛び出してきたX線を検出することで、サンプル結晶の同定を行います。
結晶の面間隔d と入射したX線および回折されたX線の関係は、下の図の場合、 ブラッグの式  2d sin⁡θ = λ   により
決定されます。回折されたX線の角度θ やその強度を測定することで、結晶を同定できます。

α-Ga₂O₃とβ-Ga₂O₃が混ざった結晶を
XRDで測定した場合を左図に示します。
赤い線の混合結晶のXRDプロファイル
となります。

左図の棒グラフは、それぞれの
結晶に対して計算された2θ 値と強度を
示しています。各結晶の計算値の
2θ 値で、XRDプロファイルのピークが
観察されます。

・結晶性評価：薄膜結晶の結晶性評価

結晶性の基板に成膜した場合、成膜した結晶は下図のように向きがバラバラな多結晶となるのか、基板結晶面に対して
垂直方向だけが揃って成長するのか、あるいは基板結晶とまったく同じ向きに揃って成長します。

それぞれに適した測定方法としては下記のようになります。

1) 結晶の同定：薄膜XRD

2) 配向性：極点測定

3) エピタキシャル膜の結晶性：ロッキングカーブ

＜特徴＞

1. 非破壊で分析可能

2. 結晶の同定、結晶性の評価、結晶化度(アモルファスと結晶の割合)

3. 薄膜サンプルでは配向性の評価およびエピタキシャル膜の精密な結晶性

＜欠点＞

1. 元素分析ができない(他の分析と併用がおすすめ)

2. 結晶性のサンプルでないと測定できない

3. 微量成分の検出は困難  % オーダー以上