Fast pole figure acquisition using area detectors at the DiffAbs beamline – Synchrotron SOLEIL

Acquisition rapide de figures polaires à l'aide de détecteurs de zone sur la ligne DiffAbs - Synchrotron SOLEIL

Cristian Mocuta (1) , Marie-Ingrid Richard (2) , Julie Fouet (2) , Stefan Stanescu (1) , Antoine Barbier (3) , Christophe Guichet (2) , Olivier Thomas (4, 5) , Stéphanie Hustache (1) , Alexey V. Zozulya (1) , Dominique Thiaudière (1)

1 SSOLEIL - Synchrotron SOLEIL
2 IM2NP - Institut des Matériaux, de Microélectronique et des Nanosciences de Provence
3 LNO - Laboratoire Nano-Magnétisme et Oxydes
4 Irset - Institut de recherche en santé, environnement et travail
5 EHESP - École des Hautes Études en Santé Publique [EHESP]

Structural anisotropy, for example texture, may govern important physical properties of thin film, such as electrical, magnetic and/or mechanical ones. Texture (orientation information) is typically observed and quantified by the measurement of so-called pole figures. An optimized experimental approach implemented at the DiffAbs beamline (Synchrotron SOLEIL) is presented here. Using an X-ray pixel area detector and synchrotron radiation sources, a complete pole figure (with resolutions adapted for metallic textured thin films, typically of the order of a few degrees) can be measured in time intervals as short as one minute. The necessary corrections enabling complete pole figure retrieval from the experimental data using this optimized approach are provided and discussed. A gain in measuring time by up to two orders of magnitude is found with respect to the use of a point detector (classical approach) under the same experimental conditions. Data measured using these two approaches are shown, compared and discussed.

L'anisotropie structurelle, par exemple la texture, peut régir d'importantes propriétés physiques d'un film mince, telles que les propriétés électriques, magnétiques et/ou mécaniques. La texture (information d'orientation) est typiquement observée et quantifiée par la mesure de ce que l'on appelle les figures polaires. Une approche expérimentale optimisée mise en œuvre sur la ligne DiffAbs (Synchrotron SOLEIL) est présentée ici. À l'aide d'un détecteur de zone de pixels à rayons X et de sources de rayonnement synchrotron, une figure de pôle complète (avec des résolutions adaptées aux films minces texturés métalliques, généralement de l'ordre de quelques degrés) peut être mesurée à des intervalles de temps aussi courts qu'une minute. Les corrections nécessaires permettant la récupération complète de la figure de pôle à partir des données expérimentales en utilisant cette approche optimisée sont fournies et discutées. On constate un gain de temps de mesure jusqu'à deux ordres de grandeur par rapport à l'utilisation d'un détecteur ponctuel (approche classique) dans les mêmes conditions expérimentales. Les données mesurées à l'aide de ces deux approches sont présentées, comparées et discutées.

Domaines: Physique [physics]

Cristian Mocuta, Marie-Ingrid Richard, Julie Fouet, Stefan Stanescu, Antoine Barbier, et al.. Fast pole figure acquisition using area detectors at the DiffAbs beamline – Synchrotron SOLEIL. Journal of Applied Crystallography, 2013, 46 (6), pp.1842 - 1853. ⟨10.1107/S0021889813027453⟩. ⟨cea-01377306⟩