Анализ интенсивности рентгеновского рассеяния на многослойных дифракционных элементах методом интегральных уравнений

• Автор: Горай, Леонид Иванович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 287 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА /. Особенности теоретического исследования многослойных дифракционных структур в коротковолновых диапазонах спектра

§1.1. Основы взаимодействия рентгеновского излучения с твердым веществом

§1.2. Использование многослойных рентгеновских покрытий и учет влияния дефектов границ и слоев на коэффициенты отражения
§1.3. Ограничения скалярной теории и строгие методы решения задач дифракции на периодических и непериодических структурах в рентгеновском диапазоне
ГЛАВА 2. Решение коротковолновой задачи дифракции на сплошной решетке модифицированным методом граничных интегральных уравнений (МИМ)

§2.1. Вывод уравнений МИМ

§2.2. Реализация МИМ для решения коротковолновых задач дифракции с одной периодической границей
§2.3. Сходимость и точность МИМ при анализе дифракционной эффективности сплошных решеток в рентгеновском диапазоне
§2.4. Нескалярные свойства в поведении эффективности сплошных высокочастотных решеток рентгеновского диапазона
ГЛАВА 3. МИМ для анализа эффективности многослойной рентгеновской решетки
§3.1. Строгий метод граничных интегральных уравнений для расчета эффективности многослойной рентгеновской решетки
§3.2. Вычисление поглощения многослойной дифракционной решетки
§3 3. Оптимизация процедуры решения системы дискретных интегральных уравнений
§3.4. Приближенный метод расчета эффективности многослойной рентгеновской решетки на основе модификации решения интегрального уравнения на одной корругироб анной границе и критерий его использования
§3.5. Сравнение эффективности многослойных рентгеновских решеток скользящего падения, получаемой строгим методом, приближенно и с помощью измерений
Глава 4. Обобщение метода граничных интегральных уравнений для анализа рассеяния на решетке, работающей в конической дифракции

§4.1. Метод граничных интегральных уравнений для анализа конической дифракции на сплошных решетках
§4.2. Энергетический баланс для случая конической дифракции
§4.3. Особенности численной реализации и исследование сходимости, точности и сложности метода
§4.4. Метод амплитудных матриц рассеяния для расчета эффективности многослойной решетки в конической дифракции
§4.5. Примеры использования решеток в конической дифракции в качестве фильтра спектральной чистоты для КУФ литографии и делителя пучка РЛСЭ
ГЛАВА 5. Анализ рентгеновского рассеяния на случайных и квазипериодических неровностях границ с помощью МИМ
§5.1. Рентгеновское и нейтронное рассеяние на случайных шероховатостях границ дифракционных решеток и зеркал
§5.2. Рассеяние на однослойных и многослойных ансамблях квазипериодических квантовых точек
ГЛАВА 6. Моделирование энергетических свойств изготовленных дифракционных элементов и сравнение их сданными измерений в рентгеновском излучении
§6.1. Исследование эффективности мастера, реплики и многослойной решетки с блеском в широком диапазоне КУФ излучения
§6.2. Исследование эффективности пропускающей Аи зонной пластинки для применений в мониторах абсолютных эмиссионных КУФ-МР спектров Солнца
§6.3. Исследование эффективности многослойных дифракционных решеток, работаюгцих в КУФ спектрометре летаю!цей орбитальной станции Hinode
§6.4. Исследования эффективности внеппоскостных отражательных дифракционных решеток, предназначенных для работы в KfP спектрометре международной рентгеновской обсерватории 1X
§6.5. Исследование интенсивности рентгеновского зеркального и диффузного рассеяния на МАКТ, выращенных методом МПЭ в системах In(Ga)As
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы диссертационной работы обусловлена необходимостью разработки и создания новых элементов оптических и электронных приборов, работающих и характеризуемых в коротковолновом диапазоне спектра. Дифракция на решетках, зонных пластинках, шероховатых зеркал и др. элементах оптики и электроники, например ансамблей квантовых точек (КТ), зависят как от геометрии их границ, так и от свойств расположенных между границами материалов. В оптике описание подобных структур, состоящих из областей с непрерывными физическими свойствами (заряды и токи отсутствуют) и границ произвольной формы со скачкообразным изменением электромагнитного поля на них, основано на численном решении уравнений Максвелла со строгими граничными условиями и условиями излучения, т.е. на строгих методах теории дифракции, начавших свое активное развитие в 70-е годы прошлого столетия с появлением мощных вычислительных машин. Исследование дифракции на элементах в наиболее коротковолновой области, включающей жесткое рентгеновское (ЖР), мягкое рентгеновское (МР), коротковолновое ультрафиолетовое (КУФ) излучение и называемой далее рентгеновским диапазоном, весьма специфично. Устройства рентгеновского диапазона отличаются нанотолщинами слоев материалов с близкой к 1 действительной частью показателей преломления и интерфейсами с тонкой структурой, даже небольшое изменение параметров которых приводит к существенным изменениям интенсивности дифракционного рассеяния.
Теория дифракции (рассеяния) рентгеновского излучения на кристаллах была развита еще в начале прошлого века в работах Эвальда, Брэгга, Дарвина и Принца. С появлением тонкопленочных покрытий в середине прошлого века в работах Абеля, Власова, Роуарда, Хевенса, Паррата и Бреховских были впервые изложены простейшие оптические теории, описывающие аналогичные явления, но
несовершенства границ было расширено в разработанном и апробированном способе до определения геометрии КТ, выращиваемых в различных системах эпитаксиальными методами.