Abstract X-ray waveguides are layered structures consisting of a low Z material sandwiched between two high Z materials. The performance of such waveguide structures is influenced by quality of interfaces formed by low and high Z materials. Electric field intensity calculations for Ni/AlN/Ni waveguide structure suggest them as a promising candidate for such applications. We have optimized design parameters of this trilayer structure to trap wave field of 8 keV energy and studied interface properties of two interfaces viz. Ni-on-AlN and AlN-on-Ni by depositing different bilayer samples on Si substrate. AlN-on-Ni bilayer grown on Si substrate gives a good contrast for grazing incidence X-ray reflectivity (GIXRR) measurements using Cu Kα photons but Ni-on-AlN bilayer on Si substrate comes out as a single layer system in GIXRR measurement due to poor contrast between AlN and Si optical constants. To overcome this situation, we have applied resonant soft x-ray reflectivity near Ni L-edge region using soft x-ray reflectivity beamline at Indus-2 synchrotron source. It has been observed that an interlayer is formed in case of AlN-on-Ni interface due to diffusion of AlN or Al and N atoms separately into Ni layer, whereas in case of Ni-on-AlN interface, either AlN molecules or Al and N atoms diffuse into top Ni layer without formation of any interlayer.

中文翻译：

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AlN/Ni 和 Ni/AlN 界面中的界面不对称性：使用共振软 X 射线反射率的研究

摘要 X 射线波导是由夹在两个高 Z 材料之间的低 Z 材料组成的分层结构。这种波导结构的性能受由低和高 Z 材料形成的界面质量的影响。Ni/AlN/Ni 波导结构的电场强度计算表明它们是此类应用的有希望的候选者。我们优化了这种三层结构的设计参数以捕获 8 keV 能量的波场，并研究了两个界面的界面特性，即。Ni-on-AlN 和 AlN-on-Ni 通过在 Si 衬底上沉积不同的双层样品。在 Si 衬底上生长的 AlN-on-Ni 双层为使用 Cu Kα 光子的掠入射 X 射线反射率 (GIXRR) 测量提供了良好的对比度，但 Si 衬底上的 Ni-on-AlN 双层在 GIXRR 测量中作为单层系统出现AlN 和 Si 光学常数之间的对比度差。为了克服这种情况，我们在 Indus-2 同步加速器源处使用软 x 射线反射光束线在 Ni L 边缘区域附近应用了共振软 x 射线反射。已经观察到，由于 AlN 或 Al 和 N 原子分别扩散到 Ni 层中，在 AlN-on-Ni 界面的情况下形成中间层，而在 Ni-on-AlN 界面的情况下，AlN 分子或 Al 和N 原子扩散到顶部 Ni 层而不形成任何中间层。我们在 Indus-2 同步加速器源处使用软 x 射线反射光束线在 Ni L 边缘区域附近应用了谐振软 x 射线反射。已经观察到，由于 AlN 或 Al 和 N 原子分别扩散到 Ni 层中，在 AlN-on-Ni 界面的情况下形成中间层，而在 Ni-on-AlN 界面的情况下，AlN 分子或 Al 和N 原子扩散到顶部 Ni 层而不形成任何中间层。我们在 Indus-2 同步加速器源处使用软 x 射线反射光束线在 Ni L 边缘区域附近应用了谐振软 x 射线反射。已经观察到，由于 AlN 或 Al 和 N 原子分别扩散到 Ni 层中，在 AlN-on-Ni 界面的情况下形成中间层，而在 Ni-on-AlN 界面的情况下，AlN 分子或 Al 和N 原子扩散到顶部 Ni 层而不形成任何中间层。