Исследование неупругого рассеяния быстрых электронов на внутренних оболочках атомов гетерокомпозиций

• Автор: Зыков, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : ил.

ГЛАВА I УПРУГОЕ И ПЕУПРУГОЕ РАССЕЯНИЕ ВЫС1РЫХ ЭЛЕКТРОНОВ В КРИСТАЛЛЕ

1.1 Кинематическая теория дифракции электронов

1 2 Динамическая теория дифракции быстрых электронов в кристалле 17 1 3 Интенсивность прошедшей и дифрагированной волны для совершенных кристаллов при > нр> i ом рассеянии

1 4 IIe>np)ioe рассеяние быстрых электронов

1 5 Дифференциальное сечение рассеяния электронов с характеристическими потерями энергии
Зак ночение
ГЛАВА 2 ДИФРАКЦИЯ ЭЛЕК1РОНОВ С ХАРАКГЕРСТИЧЕСКИМИ ПОI ЕРЯМИ В КРИС 1 АЛЛЕ ПРИ ОДНОРОДНОМ РАСПОЛОЖЕНИИ РАССЕИВАЮЩИХ А ЮМОВ

2Л Интенсивность ncjripyro рассеянных электронов

2Л Л Основные уравнения

2Л 2 Волновая функция не>пр>го рассеянного электрона

2 2 Интенсивность электронов с характеристическими потерями энертии в кристалле при однородном расположении рассеивающих атомов
2.2 1 Су ммирование по рассеивающим центрам
2 2 2 Интенсивности электронов с характеристическими потерями энер1 ии при возб}/Кдении систематического ряда отражений
2 2.3 Дифракция электронов с характеристическими потерями энергии при симметричной ориентации кристалла
Заключение

ГЛАВА З РАССЕЯНИЯ БЫСТРЫХ ЭЛЕКТРОНОВ НА ВНУІРЕННИХ ОБОЛОЧКАХ А ЮМОВ В НЕОДНОРОДНЫХ ПО СОСТАВУ КРИСТАЛЛАХ 71 З 1 Матричный элемент при возбуждении этектроиа внутренней оболочки атома
3 2 Интенсивность этектронов, неупруло рассеянных на примесном атоме в кристалле
3 3 Неупруюе рассеяние с характеристическими потерями энергии на атомных конфигурациях
Заключение
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИ 1 ЕРА 1 УРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Система уравнении, описывающая рассеяние быстрых электронов в кристалле
11РИЛОЖЕІІИЕ 2 Уравнение д ш амплитуды блоковской волны 11 б
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Суммирование но однородно расположенным в кристалле атомам
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Изменения интенсивности на фильтрованных но энергии изображениях при предельно малых умах сбора

Дчя развития современной микро- и наноэлектроники, а также оптоэлектроники большой интерес представляют полупроводниковые гегероструктуры на основе систем Бібе, АЮлАб, ІпСаАв и др. [1-3] В настоящее время методы их получения, включающие молекулярно-пучковую эпитаксию, различные варианты выращивания слоев из газовой фазы, позволяют формировать слои заданных состава и то нцины с почти атомарной резкостью границ Электрические и оптические свойства гетероструктур существенным образом зависят как от состава слоев, так и от строения границ - их протяженности и «шероховатости». По этой причине, а также вследствие сложности получения гетеро структур большое значение имеют методы, позволяющие характеризовать их состав и структуриые параметры.
Один из меюдов анализа состава с локальностью вплоть до долей нанометра базируется на спектроскопии знеріетичсских потерь быстрых электронов, реализуемой в современных просвечивающих электронных микроскопах. Метод основан на измерении интенсивности электронов, вступивших в неупруше взаимодействия с атомами образца и передавших ему часть своей энергии. По сравнению с упругим рассеянием электронов в образце, используемым в основном для исследования структуры обьектов, неупруше взаимодействия позволяют изучать физические свойства образцов и их химический состав [4-9] Высокая информативность методов, базирующихся на спектроскопии энергетических потерь быстрых электронов, связана с широким набором изучаемых взаимодействия и обусловлена непосредственным измерением изменения энергии и импульса электронов в результате их нс-у пру юг о рассеяния.
При исследовании полупроводниковых іегероструктур наибольший интерес представляют те из неупруго рассеянных электронов, которые испытали взаимодействие с внутренними обоючками атомов, ионизировав их Энергетические потери быстрых электронов во время этого взаимодействия являются характерной величиной возбуждаемою уровня и вполне однозначно определяют рассеивающие атомы. От их концентрации в образце зависит интенсивность электронов с характеристическими потерями энергии. 'Іакие электроны могут использоваться для

Го I о(-.Р)

Ь ^оЛРо) ) а А
ІІІКио.р'їСЧіФ
(2.11)
х с‘/,(р')//;с<р)ехр(-2яідгІ )г/Р',
где Н',0(()) ~ фурье-образ матричного элемента Я,„(г), вычисленный в системе координат, связанной с центром рассеивающего атома с координатой г(; (} - вектор с компонентами -г- н_р' — Ь',’(р) — А‘у>(р')]- При освещении кристалла плоской
подающей волной с волновым вектором к0 =(р0,,р0(,А0.) = (р0,А0г) для у/^оО^Р') имеем [37]
У'ол(°. р') = С’ (р'Жр'-Ро)-
Амплитуда у/[') 0(г,р) позволяет получить волновую функцию электрона,
не) пру ю рассеянного на внутренней оболочке і - ого центра. Подставив (2,11) в (2 8), получим
У (Г

т 12.2. Л
/ А А
Ч'о, ,(г)
:/?;0(д)ехр(-2лідг,]
С1/’ (Р) ер(2дак!/ ’(р)г)ехр(2л-^г) і Яр
(2 12)
Для нахождения распределения интенсивности электронов с характеристической потерей энергии Анеобходимо, согласно (2 6), выполнить суммирование по всем центрам, приводящим к такой потере
/(г,л/;)=/,(г)=Х
С';,(р)х
ЕЕЕ ^'"'(р.Ро^рМлздг,)
_ у А А
сср(2Як ) ) Ї! 1|_ /| *1
: ^ ЧР|)ечр(-2я7к^1 (р,)г)ер(- 2т^г) 1 Яр,
х (2.13)
В формуле (2.13) 0 - вектор с компонентами [^р-і-Н — р0 -Ь',А‘')(р)-А^,(р0)] и введено обозначение
Рпи){Р.Р0)
2тт к2 к С;(Ро)
с‘;,'(ро)с1'ґ(р)с|'>(Ро)/7;0(о).