เทคนิคคลื่นนิ่งเอ็กซ์เรย์ (XSW) สามารถใช้ศึกษาโครงสร้างของพื้นผิวและส่วนต่อประสานด้วยความละเอียดเชิงพื้นที่สูงและความสามารถในการเลือกทางเคมี BW Batterman เป็นผู้บุกเบิกเทคนิคนี้ในช่วงทศวรรษ 1960 ^{[ 1 ]}การมีแสงซินโครตรอนทำให้มีการนำเทคนิคการแทรกสอด นี้ไปประยุกต์ ใช้กับปัญหาต่างๆ มากมายในวิทยาศาสตร์พื้นผิว^{[ 2 ] [ 3 ]}

สนามคลื่นนิ่งเอ็กซ์เรย์ (XSW) ถูกสร้างขึ้นโดยการรบกวนระหว่างลำแสงเอ็กซ์เรย์ที่ตกกระทบตัวอย่างและลำแสงสะท้อน การสะท้อนอาจเกิดขึ้นที่เงื่อนไขแบร็กสำหรับโครงสร้างผลึกหรือโครงสร้าง ซูเปอร์ แลตติซ หลายชั้นที่ได้รับการออกแบบ ในกรณีเหล่านี้ คาบของ XSW จะเท่ากับคาบของระนาบสะท้อนการสะท้อนของเอ็กซ์เรย์จากพื้นผิวกระจกที่มุมตกกระทบเล็กๆ อาจใช้เพื่อสร้าง XSW ที่มีคาบยาวได้เช่นกัน^{[ 4 ]}

การปรับเปลี่ยนเชิงพื้นที่ของสนาม XSW ซึ่งอธิบายโดยทฤษฎีพลวัตของการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์จะมีการเปลี่ยนแปลงอย่างเห็นได้ชัดเมื่อตัวอย่างถูกสแกนผ่านเงื่อนไขของแบร็กก์ เนื่องจากการแปรผันของเฟสสัมพัทธ์ระหว่างลำแสงขาเข้าและลำแสงสะท้อน ระนาบโหนดของสนาม XSW จะเลื่อนไปครึ่งหนึ่งของคาบ XSW ^{[ 5 ]}ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของอะตอมภายในสนามคลื่นนี้ การดูดซับรังสีเอกซ์เฉพาะธาตุที่วัดได้จะแปรผันในลักษณะเฉพาะ ดังนั้น การวัดการดูดซับ (ผ่านการเรืองแสงของรังสีเอกซ์หรือ ผลผลิต โฟโตอิเล็กตรอน ) สามารถเปิดเผยตำแหน่งของอะตอมที่สัมพันธ์กับระนาบสะท้อนได้ อะตอมที่ดูดซับสามารถคิดได้ว่าเป็นการ "ตรวจจับ" เฟสของ XSW ดังนั้น วิธีนี้จึงเอาชนะปัญหาเฟสของผลึกศาสตร์รังสีเอกซ์ได้

สำหรับการวิเคราะห์เชิงปริมาณ ผลผลิตฟลูออเรสเซนซ์หรือโฟโตอิเล็กตรอนที่เป็นมาตรฐานจะถูกอธิบายโดย^{[ 2 ] [ 3 ]}${\displaystyle Y_{p}}$

โดยที่ค่าการสะท้อนและเฟสสัมพัทธ์ของลำแสงแทรกซ้อน รูปทรงลักษณะเฉพาะของสามารถใช้เพื่อหาข้อมูลโครงสร้างที่แม่นยำเกี่ยวกับอะตอมบนพื้นผิวได้ เนื่องจากพารามิเตอร์ทั้งสอง(เศษส่วนโคherent) และ(ตำแหน่งโคherent) มีความสัมพันธ์โดยตรงกับการแสดงฟูริเยร์ของฟังก์ชันการกระจายอะตอม ดังนั้น ด้วยจำนวนส่วนประกอบฟูริเยร์ที่วัดได้มากพอ ข้อมูล XSW สามารถใช้เพื่อสร้างการกระจายของอะตอมต่างๆ ในเซลล์หน่วย (การสร้างภาพ XSW) ^{[ 6 ]}${\displaystyle R}$${\displaystyle \nu }$${\displaystyle Y_{p}}$${\displaystyle f_{H}}$${\displaystyle P_{H}}$

การวัด XSW บน พื้นผิว ผลึกเดี่ยวทำได้โดยใช้ เครื่องวัดการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ (diffractometer) โดยผลึกจะถูกเขย่าผ่านสภาวะการเลี้ยวเบนแบบแบรกก์ (Bragg diffraction condition) และวัดค่าการสะท้อนแสงและผลผลิต XSW ไปพร้อมกัน โดยปกติแล้วผลผลิต XSW จะตรวจจับได้ด้วยการเรืองแสงของรังสีเอกซ์ (XRF) การตรวจจับด้วย XRF ช่วยให้สามารถวัดส่วนต่อประสานระหว่างพื้นผิวกับสภาพแวดล้อมที่เป็นก๊าซหรือของเหลวได้ในสถานที่จริง เนื่องจากรังสีเอกซ์พลังงานสูงสามารถทะลุผ่านตัวกลางเหล่านี้ได้ แม้ว่า XRF จะให้ผลผลิต XSW ที่จำเพาะต่อธาตุ แต่ก็ไม่ไวต่อสถานะทางเคมีของอะตอมที่ดูดซับ ความไวต่อสถานะทางเคมีนั้นได้มาจาก การตรวจจับ ด้วยโฟโตอิเล็กตรอนซึ่งต้องใช้อุปกรณ์สุญญากาศสูงมาก

การวัดตำแหน่งอะตอมที่พื้นผิวผลึกเดี่ยวหรือใกล้เคียงนั้น จำเป็นต้องใช้พื้นผิวที่มีคุณภาพผลึกสูงมาก ความกว้างที่แท้จริงของการสะท้อนแบบแบร็ก (Bragg reflection) ซึ่งคำนวณโดยทฤษฎีการเลี้ยวเบนแบบไดนามิกนั้น มีขนาดเล็กมาก (ประมาณ 0.001° ภายใต้สภาวะการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์แบบดั้งเดิม) ข้อบกพร่องของผลึก เช่นโมเสกซิตี้ (mosaicity ) สามารถทำให้การสะท้อนที่วัดได้กว้างขึ้นอย่างมาก ซึ่งบดบังการเปลี่ยนแปลงในผลผลิต XSW ที่จำเป็นต่อการระบุตำแหน่งอะตอมที่ดูดกลืนแสง สำหรับพื้นผิวที่มีข้อบกพร่องมาก เช่น ผลึกเดี่ยวโลหะ จะใช้เรขาคณิตแบบตกกระทบปกติหรือแบบสะท้อนกลับ ในเรขาคณิตนี้ ความกว้างที่แท้จริงของการสะท้อนแบบแบร็กจะถูกทำให้สูงสุด แทนที่จะโยกผลึกในอวกาศ พลังงานของลำแสงตกกระทบจะถูกปรับผ่านเงื่อนไขของแบร็ก เนื่องจากเรขาคณิตนี้ต้องการรังสีเอกซ์ตกกระทบแบบอ่อน จึงมักใช้การตรวจจับผลผลิต XSW ด้วย XPS

การใช้งานที่ต้องการสภาวะสุญญากาศสูงมาก :

• การศึกษา การดูด ซับทางกายภาพและการดูดซับทางเคมี^{[ 2 ] [ 3 ]}
• การแพร่กระจายของสารเจือปนในผลึก^{[ 7 ]}
• การกำหนดลักษณะโครงสร้างซูเปอร์แลตติสและควาซีคริสตัล

การใช้งานที่ไม่ต้องการสภาวะสุญญากาศสูงมาก:

• ภาพยนตร์ของ Langmuir-Blodgett
• ชั้นโมโนเลเยอร์ที่ประกอบตัวเอง
• แบบจำลองตัวเร่งปฏิกิริยาต่างชนิด^{[ 8 ]}
• อินเทอร์เฟซที่ฝังอยู่

• รายการวิธีการวิเคราะห์พื้นผิว

Zegenhagen, Jörg; Kazimirov, Alexander (2013). เทคนิคคลื่นนิ่งรังสีเอกซ์ . World Scientific . doi : 10.1142/6666 . ISBN 978-981-2779-00-7.