|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Рентгеновская топографиястатья
- Автор: Суворов Э.В.
- Сборник: Большая Российская Энциклопедия
- Глава в коллективной монографии
- Год издания: 1999
- Место издания: Научное изд-во «Большая Российская энциклопедия»
- Аннотация: Рентгеновская топография относится к группе прямых методов наблюдения дефектов кристаллической структуры. Рентгеновская топография широко используется для получения сведений о типе, количестве и распределении дефектов (дислокаций, дефектов упаковки, границ зерен, магнитных и электрических доменов, различного типа кластеров, скоплений точечных дефектов и пр.) в объеме кристаллической решетки. Пространственное разрешение методов рентгеновской топографии ~ 1мкм. Это значительно хуже разрешения в электронной микроскопии (~ 1,3 ангстрема). Однако в отличии от электронной микроскопии (где рабочее поле ~ 0,1мкм2) методы рентгеновской топографии позволяют получать изображения кристаллов большой площади 10-100см2. Современные методы рентгеновской топографии (двух кристальные, трехкристальные, многокристальные схемы) имеют очень высокую чувствительность к локальным разориентациям кристаллической решетки ~ 0,1-0,01 угловых секунд. Методы рентгеновской топографии широко используются для получения сведений о реальной структуре кристаллов в электронной промышленности при аттестации кристаллов полупроводников (кремния, германия, антимонида индия и др.), для оценки структурного совершенства лазерных кристаллов, для оценки качества кристаллов солнечной энергетики и пр. Впервые идея получения микро рентгенограмм (топограмм), была высказана нем. физиком Бергом в 1931 году [1]. Эта идея получила развитие в многочисленных последующих работах Берга-Баррета, Ньюкирка, Шульца, Фудживаро, Бонзе, Бормана и многих др. [2-4]. Основная идея всех схем существующих на сегодняшний день состоит в следующем. Рентгеновский пучок направляется на исследуемый кристалл под углом Брэгга для выбранной системы кристаллографических плоскостей. От каждой точки образца возникает дифрагированный луч, регистрируемый двумерным детектором (фотопластика, TV-камера, CCD-матрица и др.), так что между точками на образце и точками на детекторе существует взаимно однозначное соответствие. В случае идеального кристалла все отраженные лучи будут иметь одинаковую интенсивность и на детекторе зарегистрируется равномерная засветка от всех точек образца. Если в исследуемом кристалле имеются дефекты, эти области будут формировать дифрагированные лучи отличной интенсивности и детектор зарегистрирует картину (рентгеновскую топограмму) распределения дефектов. Тот факт, что топограмма наблюдается в дифрагированной рентгеновской волне, обеспечивает высокую чувствительность к искажениям кристаллической решетки. Главная проблема рентгеновской топографии (на ранних этапах развития) – качественный, описательный характер экспериментальных рентгеновских топограмм. Отсутствовали количественные методы анализа дифракционного изображения. В 1959 году в работе анг. физик А.Ланг [6] предложил принципиально новую схему рентгеновской топографии (см. рис.1.: - топограммы со сканированием образца и детектора, ограниченные и секционные топограммы). Эти схемы положили начало исследованиям механизмов образования дифракционного изображения дефектов кристаллической решетки, что в свою очередь позволило извлекать из рентгеновских топограмм количественную информацию о дефектах. Первые попытки анализа дифракционного изображения дефектов были сделаны фр. физиком A.Authier [12]. Для понимания физики образования дифракционного изображения дефектов в рентгеновской топографии был необходим фундамент в виде динамической теории дифракции для кристаллов с искажениями кристаллической решетки. Динамическая теория рассеяния рентгеновских лучей для идеальных кристаллов начала формироваться еще в двадцатые годы прошлого столетия [8-10]. Однако с дефектами кристаллической решетки, связаны локальные искажения кристаллической решетки (локальные деформации) и поэтому для описания рассеяние излучения на таких искажениях необходима более сложная динамической теории рассеяния рентгеновских лучей реальными кристаллами, которая была создана в последующие годы [4, 11-13].
- Добавил в систему: Суворов Эрнест Витальевич