Thickness measurement of dopamine dip-coatings for X-Ray optics

Precise thickness measurement of polydopamine (PDA) coatings is essential for optimizing X-ray telescopes performances. This thesis evaluates the Filmetrics F20UVX spectrophotometer as a fast, and non-destructive tool for characterizing ultra-thin PDA films, while benchmarking its performance against ellipsometry, X-ray diffractometry, and synchrotron reflectometry. Samples with varying PDA thicknesses deposited on silicon and gold were analyzed across all techniques. The F20UVX successfully captures growth trends and shows strong agreement with X-ray-based methods when properly calibrated. Synchrotron measurements provided insight into reflectivity enhancement and absorption behavior at different thicknesses. Discrepancies with ellipsometry suggest modeling assumptions play a key role in interpretation. The results highlight the importance of multi-technique validation in thin-film metrology and confirm the F20UVX as a practical and reliable option for routine PDA coating assessment in X-ray optics development.

La misurazione precisa dello spessore dei rivestimenti in polidopamina (PDA) è fondamentale per ottimizzare il rendimento dei telescopi a raggi X. Questa tesi valuta il spettrofotometro Filmetrics F20UVX come uno strumento rapido e non distruttivo per la caratterizzazione di film ultrasottili di PDA, confrontandone i rendimenti con ellissometria, diffrattometria a raggi X e riflettometria presso sincrotrone. Campioni con diversi spessori di PDA, depositati su silicio e oro, sono stati analizzati con tutte le tecniche. Il F20UVX è risultato efficace nel rilevare le tendenze di crescita e ha mostrato un buon accordo con i metodi basati su raggi X quando opportunamente calibrato. Le misurazioni al sincrotrone hanno fornito informazioni sull’aumento della riflettività e sul comportamento dell’assorbimento a diversi spessori. Le discrepanze con l’ellissometria suggeriscono che le ipotesi di modellizzazione giocano un ruolo chiave nell’interpretazione. I risultati evidenziano l’importanza della validazione mediante tecniche multiple nella metrologia di film sottili e confermano il F20UVX come uno strumento pratico e affidabile per la valutazione routinaria dei rivestimenti in PDA nello sviluppo di ottiche a raggi X.