Теория дифракции рентгеновских лучей на неидеальных сверхрешетках

• Автор: Нестерец, Яков Иванович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Сыктывкар
• Количество страниц: 121 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Литературный обзор
ЕЕ Твердотельные сверхрешетки
1.2. Модели сверхрешеток
ЕЗ. Особенности дифракции на сверхрешетке со структурными нарушениями
2. Дифракция на сверхрешетке с микродефектами
2. Е Статистическая теория дифракции
2. Е Е Волновое уравнение
2.Е2. Уравнения Такаги-Топена
2. Е 3. Кинематическое приближение
2.1.4. Когерентные амплитуды в кинематическом приближении
2.Е5. Диффузная интенсивность в кинематическом
приближении
2.1.6. Модели дефектов
2.2. Кинематическая дифракция на сверхрешетке с произвольным периодическим потенциалом
2.2.1 Амплитудный коэффициент отражения
2.2.2. Диффузно рассеянная интенсивность
2.2.3. Корреляционная длина сверхрешетки
2.2.4. Результаты численных расчетов
2.3. Кинематическая дифракция на политипной сверхрешетке с микродефектами
2.3.1. Основные формулы
2.3.2. Результаты численных расчетов
3. Дифракция на сверхрешетке с микро- и макродефектами
3.1. Модель макронарушений структуры сверхрешетки
3.2. Амплитудный коэффициент отражения
3.3. Диффузно рассеянная интенсивность
3.4. Численное моделирование
3.5. Рентгенодифракционная диагностика полупроводниковой сверхрешетки 1пОаАз/ОаАБ
4. Влияние корреляции смещений гетерограниц на рентгенодифракционные спектры сверхрешеток
4.1. Модели случайных смещений гетерограниц
4.2. Амплитудный коэффициент отражения слоисто-однородной кристаллической структуры
4.3. Полная рассеянная интенсивность
4.4. Численное моделирование
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ.
Прогресс в области микро- и оптоэлектроники, наблюдаемый в последние десятилетия, обусловлен в первую очередь фундаментальными исследованиями по физике твердого тела, позволившими найти новые принципы работы твердотельных приборов. Между тем, их широкое производство стало возможным благодаря успехам в области материаловедения, развитию методов изготовления структур с заданными свойствами.
Основу современных микроэлектронных приборов составляют такие кристаллические структуры, как эпитаксиальные пленки, ионно-имплантированные и диффузионные слои, гетероструктуры и сверхрешетки, создаваемые в тонком приповерхностном слое совершенного кристалла. В процессе создания подобных материалов важной задачей является контроль качества изготовления, определение их параметров и структурного совершенства неразрушающим способом.
Одним из эффективных методов исследования кристаллических структур является рентгеновская дифрактометрия. При этом в сравнении с другими методами исследования подобных объектов она имеет ряд преимуществ, таких как: относительная простота и экспрессность рентгенодифракционных измерений, не требующих специальной подготовки образца; высокая прецизионность в определении параметров кристаллической структуры; чувствительность к наличию различного рода структурных искажений.
Среди материалов микро- и оптоэлектроники важное место занимают полупроводниковые сверхрешетки. Интерес к подобным многослойным структурам связан с их уникальными электронными, оптическими и транспортными свойствами, не реализуемыми ни в одном из природных материалов. Существующие методы эпитаксиального роста позволяют создавать сверхрешетки достаточно высокого структурного совершенства.
гоїтоіЕ +
Так как гсгсТЕ = §гаё((ПуЕ) - АЕ и в рентгеновском диапазоне частот
можно пренебречь слабой непоперечностью электрического поля, т.е. считать сйуЁ « сНу6 = 0, последнее уравнение перепишется в виде
Предполагая, что в среде распространяется монохроматическая рентгеновская волна с частотой ю, и учитывая, что
описывающее распространение рентгеновской волны в среде с диэлектрической восприимчивостью X-
2.1.2. Уравнения Такаги-Топена.
В настоящее время достаточно полно развита теория дифракции в идеальном кристалле, в котором рассеивающие центры расположены строго периодически. Однако исследуемые с помощью рентгеновской дифракции кристаллические материалы имеют далеко не идеальную структуру. Неидеальность структуры обусловлена рядом факторов, к которым можно отнести наличие дефектов и непрерывных деформаций кристаллической решетки, наличие границ раздела между слоями различного композиционного состава в многослойных гетероструктурах, пространственные флуктуации композиционного состава, тепловые колебания атомов в узлах кристаллической решетки и т.д.
П = єЕ = (1 + х)Е
в результате получаем волновое уравнение
ДЁ + -у(1 + х)Ё