Применение непертурбативной теории отражения рентгеновских лучей для расчета угловых спектров диффузного рассеяния

• Автор: Звягин, Андрей Игоревич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Применение диффузного рассеяния рентгеновских лучей для исследования структуры и
СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТЕЙ МАТЕРИАЛОВ
1.2. Шероховатости поверхности и гранил раздела. Корреляционная функция высот
ШЕРОХОВАТОСТЕЙ
1.3. Особенности экспериментального исследования диффузного рассеяния рентгеновских ЛУЧЕЙ
1.4. Угловые спектры отражения. Зеркальная и диффузная компоненты
1.5. Эффект аномального отражения от поверхности ( эффект ИонедьГ)
1.6. Ограничения, связанные с использованием еорновского приближения.
Непертурбативный подход
1.7. КОГЕРЕНТНОЕ рентгеновское рассеяние
1.8. Восстановление профиля рельефарегулярно-шдлоскойграницы раздела
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА РАСЧЕТОВ И ОСНОВНЫЕ АЛГОРИТМЫ
2.1. Основные уравнения непертурбАтивной теории диффузного рассеяния рентгеновских лучей
2.1.1. Общие соотношения
2.1.2. Основные параметры
—> —У
2.1.3. Анализ фунюти (}(к\. у)
2.1.4. Фурье-образ корреляционной функции Ш к |— V)
2.2. Разделение уравнений для зеркальной и диффузной компонент
2.3 .Методика численного расчета У1 ловых спектров рассеяния
ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ НЕПЕРТУРБАТИВНОГО МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СЛУЧАЙНО ШЕРОХОВАТОЙ ПОВЕРХНОСТИ
з 1 Введшие
3.2. Основные уравнения
3.3. Результаты непертурвативного расчета спектров рассеяния
3.4. Сравнение с мошфипиюваннымеорновским приближением
3.5. Метод угла отсечки
3.6. Использование численного моделирования в методе угла отсечки
3.7. Обсуждение результатов
ГЛАВА 4. КОРРЕЛЯЦИОННЫЕ ФУНКЦИИ ШЕРОХОВАТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ В ТЕОРИИ РАССЕЯНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
4.1. Введение
4.2. Модель рассеяния
4.3.Вычисление корреляционных функций
4.4. ВЛИЯНИЕ ВИДА КОРРЕЛЯЦИОННЫХ ФУНКЦИЙ НА УГЛОВЫЕ СПЕКТРЫ РАССЕЯНИЯ
ГЛАВА 5. НЕПЕРТУРБАТИВНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ РЕГУЛЯРНОНЕОДНОРОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПО УГЛОВЫМ СПЕКТРАМ ОТРАЖЕННОГО И РАССЕЯННОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
5.1. Основные уравнения и модель поверхности

5.2. Определение характеристик шошородности поверхности на основе расчета угловых
СПЕКТРОВ ОТРАЖЕНИЯ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Введение
Актуальность темы. Рассеяние рентгеновских луней и нейтронов конденсированными средами часто используется для исследований не только объемной структуры, но и поверхностей, границ раздела, тонких пленок и многослойных структур. Переход от оптических методов исследования структуры поверхности и границ раздела (см., например, [1-4]) к рентгеновским [5-10], в принципе, позволяет изучать особенности структуры с масштабами, сравнимыми с длиной волны рентгеновских лучей. В частности, измерения интенсивности отраженных и рассеянных волн позволяют определять толщину и электронную плотность слоев с межатомным разрешением по глубине; диффузного рассеяние от неидеальных границ служит важным источником получения информации о структуре границ раздела.
Морфология границы во многих случаях определяет возможности практического использования соответствующих приборов и устройств. Это в первую очередь относится к тонкопленочным многослойным твердотельным приборам на основе полупроводников, магнитных материалов и сверхпроводников и к рентгенооптическим системам. Особенно существенную роль морфология поверхности играет для квантово-размерных структур, в которых искажения поверхности могут существенно изменять электронные свойства структуры.
Один из важных вопросов в связи с этим состоит в определении связи морфологии поверхности с технологией приготовления структур. Установление этой связи требует развития методов определения характеристик поверхностей и границ раздела. Рентгеновские методы играют важную роль, поскольку они принадлежат к числу неразрушающих методов контроля и, кроме того, в принципе позволяют получать информацию непосредственно в процессе приготовления материала. По этим причинам

Условиям когерентности оказывается возможным удовлетворить при использовании достаточно узких монохроматических рентгеновских пучков от источников синхротронного излучения [83-86]. Схема наблюдения КРР по в принципе не отличается от стандартной, используемой при изучении некогерентного рассеяния (рис. 1.2); наиболее существенное отличие связано с использованием синхротронного источника излучения. Необходимость использования мощных синхротронных источников излучения обусловлена требованиями на размеры пучка, которые должны быть меньше соответствующих длин корреляции; ограничение размеров пучка приводит к ограничению потока излучения и к соответствующим требованиям на интенсивность источника излучения. Отметим, что наблюдаемые интерференционные картины по существу являются одномерными, поскольку пятно, образуемое падающим пучком на поверхности при малых углах падения, сильно вытянуто, и можно считать, что фазы в точках в узком направлении одинаковы. Когерентность источника обычно характеризуют двумя длинами когерентности - продольной и поперечной. Продольная длина когерентности 2, || - это то расстояние вдоль направления вытянутости, на
котором сохраняется относительная разность фаз лучей; она ограничена распределением длин волн ЛА, / X и равна 2 ц = I (ДА / А) = А,2 / ДА . Поперечная длина когерентности - это расстояние поперек плоскости пучка направления вытянутости, на котором сохраняется относительная разность фаз лучей, приходящих от разных точек источника. Она ограничена размером источника б/, 2± = АХ>/б/, где О расстояние от источника до
объекта. Длина 2 г ограничивает допустимый размер апертуры, формирующей пучок. Соответственно, максимальный полный поток энергии в опытах по КРР пропорционален яркости источника.
С помощью КРР исследовались, в частности, критические флуктуации в Ре3А1 [82], случайно ориентированные домены в бинарных сплавах Си3Аи