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X射线反射实验报告实验目的1.了解X射线测试仪器的组成；2.理解X射线反射测试的原理和基本操作步骤；3.学习X射线反射测试数据的基本处理方法。
实验原理在薄膜材料的研究中，其结构参数的测量，特别是厚度和表面粗糙度的测量对薄膜材料的结构和性能研究至关重要。
Ｘ射线反射(XRR)以其无损伤性、高精度以及测量速度快等特点被认为是目前测量薄膜厚度和表面粗糙度等参数的主要手段。
XRR通过X射线的总外部反射效应来研究薄层结构、表面和界面。
多用于表征磁性、半导体和光学材料中的单层和多层结构及涂层。
Ｘ射线以很小的入射角斜入射到薄膜介质中时，将在薄膜表面和薄膜与衬底的界面处发生折射和反射现象，如图1所示，在薄膜上下界面反射的光线符合干涉条件，将发生干涉相长与干涉相消，所得到的反射强度随入射角变化的周期性振荡曲线中包含有薄膜厚度、表面粗糙度和密度等参数信息,反射曲线上θc的位置、衍射峰的周期Δθ和反射强度减小的趋势分别决定了薄膜的密度ρ、厚度d 和表面粗糙度σ。
图中Κi、Κr和Κt分别表示入射、反射和折射Ｘ射线的波矢，θi，θr和θt分别是入射、反射和折射Ｘ射线与界面的夹角，q z＝Κr－Κi为散射波矢，n0，n1和n2分别表示在真空、薄膜和衬底三种介质中Ｘ射线的折射率。
图1光入射到单层薄膜上发生反射和折射的示意图厚度是薄膜的基本参数，当利用XRR测试薄膜试样时，膜层的厚度会对测试产生三种影响：①衍射强度会随薄膜厚度而变，膜越薄，衍射体积越小，衍射强度就越小；②薄膜上下界面的反射（衍射）光束将发生干涉，显示出干涉条纹，条纹的周期与薄膜厚度有关；③衍射峰将随薄膜厚度的减小而宽化，膜越薄，则衍射峰宽度越宽。
在θ小于全反射临界角θc时，入射光束在薄膜表面发生全反射，反射光束的强度几乎没有变化；而当θ大于θc时，一部分入射光束在薄膜表面发生反射，并随着θ的增大反射光束强度呈指数型减小，另一部分入射光束将穿透薄膜并在薄膜与衬底的界面上发生反射。
反射率测量步骤
1.0.2毫米GM发散狭缝， 0.6毫米探测器防散
射狭缝， 0.1毫米探测器狭缝。
2.0.2 毫米（2个）铜吸收片，探测器扫描，Zi
探测器。
3.光管和探测器都放到0。
放上样品， z扫描，
强度一半。
做摇摆曲线（-1 to 1），双击最
高点，再做一次z扫描，强度一半。
4.把2theta (注意不是探测器)定在0.5 度，做摇
摆曲线。
应该看到一个最强峰（全反射峰）。
双击峰的位置。
5.如果全反射峰的强度小于4Kcps，可以去掉
一个铜吸收片,留下一个吸收片。
作
2theta/omega 扫描。
会看到反射震荡条纹。
6.当强度下降到4Kcps后，去掉另外一个铜吸
收片。
再接着扫（continue）。
结束后存盘。
7.或者在Wizard里面编辑测量，编辑两个测量range，在去掉铜吸收片的位置为他们的结合点。
在delay time里定30 秒去拿掉铜吸收片。
the scan starts。
