Для випадку асиметричної дифракції Лауе зі згином кристалічних площин параболічної форми проведено дисперсійний аналіз розсіяння рентгенівських променів. Детально досліджено граничні випадки сильних і слабких деформацій. Доведено, що в разі сильних деформацій, які відповідають кінематичному режиму дифракції, збільшення асиметрії розсіяння ефективно призводить до явища "розгладжування" деформації та зменшення її впливу на розсіяння. Показано, що у випадку, коли товщина кристала істотно перевищує довжину екстинкції, це явище може мати місце і за умов динамічного режиму дифракції.

З використанням трикристальної рентгенівської дифрактометрії досліджено тонкі плівки арсеніду галію. Встановлено, що для епітаксійних систем, як і для монокристалів, інтенсивність дифракції рентгенівських променів можна розділити на когерентну та дифузну складові. Комплексний аналіз характеру дифузного розсіювання (ДР) плівками GaAs, сильно легованими кремнієм, з використанням дифрактометрії високої роздільної здатності дозволив виявити в них мікродефекти різних розмірів і концентрацій, а також визначити їх тип. Уперше здійснено якісне порівняння експериментальних і розрахункових карт ізоліній ДР навколо вузлів структурного та квазізабороненого рефлексів. В окремих випадках (для перетинів просторового розподілу ДР) отримано кількісне узгодження теорії та експерименту.

Створено теоретичні та експериментальні основи методу інтегральної трикристальної рентгенівської дифрактометрії та наведено результати, які демонструють його можливості. У запропонованих варіантах методу, додатково до вимірювань повної інтегральної відбивної здатності (ПІВЗ) дефектних монокристалів, реалізовано роздільне вимірювання когерентної та дифузної компонент ПІВЗ та їх товщинних залежностей. Сепарування когерентної та дифузної компонент ПІВЗ забезпечило підвищення чутливості до структурних недосконалостей кристалічної гратки порівняно з методом товщинних залежностей ПІВЗ.

Відносно прості аналітичні формули, виведені для повної інтегральної відбивної здатності (ПІВЗ) монокристалів з випадково розподіленими дефектами у граничних випадках динамічної дифракції рентгенівських променів (наближення тонкого та товстого кристалів для симетричної геометрії дифракції Лауе та асиметричної - Брегга), застосовано для розробки нових (комбінованих) методів ПІВЗ з метою визначення параметрів дефектів. Вирази для ПІВЗ залежать в явному вигляді від статичного фактора Дебая - Валлера та двох коефіцієнтів поглинання завдяки дифузному розсіянню для когерентної та дифузної компонент ПІВЗ, до складу яких входять параметри дефектів та дифракційні параметри. Спільна обробка товщинних (у випадку Лауе) та/або азимутальних (у випадку Брегга) залежностей ПІВЗ, які вимірювались для різних довжин хвиль та/або рефлексів, підвищує чутливість та надійність методів ПІВЗ під час діагностики параметрів дефектів. Можливості комбінованих методів продемонстровано теоретично та експериментально для відпаленого монокристала кремнію.

У випадку симетричної Лауе-дифракції для кристалів зі згином параболічної форми, отримано систему диференціальних рівнянь, які описують міжгілкове розсіяння рентгенівських променів. Показано, що міжгілковий обмін можна розглядати як результат динамічної взаємодії ейкональних мод, які повністю визначають внутрішньогілкове розсіяння рентгенівських променів. Зроблено висновок про те, що міжгілкове розсіяння є значним тільки в області кристала, для якої суттєвим є багаторазове когерентне розсіяння рентгенівських променів. Особливості міжгілкового розсіяння рентгенівських променів досліджено також у випадку сильних деформацій, коли має місце кінематичний режим дифракції.

Узагальнені аналітичні вирази для повної інтегральної відбивної здатності (ПІВЗ) тонких монокристалів з мікродефектами одержано для випадку дифракції рентгенівських променів за Лауе. Виміряно енергетичні залежності ПІВЗ та сепаровані когерентної і дифузної компонент ПІВЗ з використанням набору характеристичних жорстких рентгенівських випромінювань. За результатами аналізу вимірювань визначено характеристики мікродефектів у термооброблених кристалах кремнію.

Ключ. слова: рентген, ультразвук, дифракционный контраст, микродефекты, секционные топограммы, динамическое рассеяние, структурное совершенство кристаллов
Індекс рубрикатора НБУВ: В372.134

Рубрики:

Дифракція рентгенівських променів в кристалах

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: рентгеновское излучение, когерентное рассеяние, изгиб
Індекс рубрикатора НБУВ: В372.134

Рубрики:

Дифракція рентгенівських променів в кристалах

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Обоснованы возможность и целесообразность использования динамического рассеяния рентгеновских лучей в области длины волн непрерывного спектра, где наблюдаются явления аномальной дисперсии, для количественного анализа структурного состояния реальных кристаллов. Проанализированы результаты исследования рассеяния рентгеновских лучей совершенными кристаллами в области аномальной дисперсии, в частности, уникальной ситуации равенства нулю действительной части коэффициентов фурье-поляризуемости. Рассмотрены особенности определения статистического фактора Дебая - Валлера и коэффициента экстинкции при диффузном рассеянии рентгеновских лучей для структурных рефлексов и параметра нестехиометричности реальных бинарных кристаллов для сверхструктурных отражений при анализе зависимостей интегральной отражающей способности от толщины кристалла и длины волны (энергии). Описан комплекс неразрушающих методов определения структурных и композиционных характеристик, определяемых с высокой степенью достоверности с помощью однокристального спектрометра.

Рассмотрены вопросы распространения волн рентгеновского диапазона в периодических структурах. Описаны кристаллические структуры с периодическим полем деформаций. Проанализированы общие закономерности рентгеновской дифракции в кристаллах со сверхпериодом. Раскрыты математические аспекты динамического рассеяния в сверхрешетках, освещена кинематическая теория дифракции в них. Изложена концепция единой параметризации в проблеме описания динамической дифракции в сверхрешетках. Изучены влияние градиента деформации между слоями сверхрешеток на динамические эффекты рентгеновской дифракции, особенности дифракции в кристаллах с переменным градиентом деформации.

Проанализирована динамическая природа структурной чувствительности полной интегральной отражательной способности монокристаллов. Приведены результаты экспериментального исследования и установления дифракционной природы в кристаллах с дефектами. Изучено влияние нарушенного поверхностного слоя на динамическое рассеяние в данных кристаллах. Рассмотрены вопросы интегральной дифрактометрии статистически распределенных наноразмерных дефектов в упруго изогнутом монокристалле. Представлены точные аналитические решения задач рентгеновской кристаллооптики для структур с переменным градиентом деформации, результаты исследований рентгеновской дифрактометрии структурных изменений в нанопористом кремнии в условиях ионной имплантации фосфора, высокоразрешающей дифрактометрии многослойных эпитаксиальных систем, диагностики многослойных наноразмерных систем. Освещены эффекты диффузного рассеяния от дефектов в многослойных структурах с квантовой ямой (стенкой). Изложены основы динамической дифрактометрии микродефектов в слоях гетероструктуры с квантовой ямой и эффектов сегрегации и взаимодиффузии.

Узагальнено одержані результати експериментальних і теоретичних досліджень реальної структури (дефектів) монополярних монокристалів, а також композиційного складу (присутності чужорідних фаз та порушення стехіометрії) в бінарних сполуках. Використано динамічне розсіяння рентгенівських променів у наближеннях товстого, тонкого та проміжного рівнів поглинання в області довжин хвиль, що характеризуються аномальною дисперсією. Обговорено неруйнівні методи визначення кількісних характеристик структурної досконалості та композиційного складу кристалів.

Ключ. слова: рентгеновские лучи, лауэ-дифракция, монокристалл, микродефект, упругий изгиб
Індекс рубрикатора НБУВ: В251.101.12 + В372.31

Рубрики:

Дефекти

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: рентгеновская рефлектометрия, взаимодиффузия, многослойники, квантовые ямы, неразрушающее тестирование
Індекс рубрикатора НБУВ: В371.236 + В372.134

Рубрики:

Дифракція рентгенівських променів в кристалах

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Обгрунтовано й апробовано на зразку монокристала германія можливість застосування комбінованого методу повної інтегральної відбивної здатності для діагностики сильно поглинаючих монокристалічних зразків, що містять порушений поверхневий шар та одночасно декілька визначальних типів мікродефектів.

Доведено можливість розділення впливів на повну інтегральну відбивальну здатність (ПІВЗ) випадково розподілених (ВР) в об'ємі нанорозмірних мікродефектів (ВРНМ), а також і інших ВР мікродефектів, і пружної деформації (ПД) шляхом факторизації на множники, що залежать тільки від ВРНМ та інших мікродефектів і тільки від ПД, деформаційних поправок до факторів екстинкції деформаційних залежностей бреггівської та дифузної складових ПІВЗ пружно вигнутих монокристалів з мікродефектами. Це вперше забезпечило можливість адекватного кількісного визначення характеристик ВР мікродефектів, в тому числі і ВРНМ, шляхом фітування теоретичних та експериментальних деформаційних залежностей ПІВЗ.

Ключ. слова: рентгеновские лучи, Лауэ-дифракция, монокристалл, микродефект, упругий изгиб
Індекс рубрикатора НБУВ: В372.134

Рубрики:

Дифракція рентгенівських променів в кристалах

Шифр НБУВ: Ж23022 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проведено дисперсійний аналіз розсіяння рентгенівських променів у випадку вигину кристала, коли закон координатної залежності зміщень атомів має параболічний вигляд, для низькоасиметричної Брегг-дифракції. Детально досліджено граничні випадки сильних та слабких деформацій. Зроблено висновок про можливий "квазіблочний" режим розсіяння рентгенівських променів. У цьому режимі ефективно рентгенівське випромінювання некогерентно розсіюється окремими "блоками", в межах яких ще мають місце процеси динамічної дифракції. У порівнянні з випадком симетричної Брегг-дифракції такий режим призводить до суттєвої зміни крутості кривих деформаційних залежностей інтегральної інтенсивності. Вказане явище, яке залежить від ступеня асиметрії геометрії дифракції, може становити інтерес для діагностики кристалів, у тому числі з використанням синхротронного випромінювання, а також для задач деформаційного модулювання рентгенівського випромінювання.

Експериментально підтверджено явище порушення закону збереження повної інтегральної відбивної здатності (ПІВЗ) недосконалого монокристала в разі лауе-дифракції та перевірено теоретичні кількісні закономірності його прояву. Шляхом розрахунків показано, що використання деформаційних залежностей ПІВЗ забезпечує можливість визначення середнього радіуса крупних дислокаційних петель в наближенні "тонкого" кристала в геометрії Лауе.

Вивчено чутливість спектрально-кутових залежностей повної інтегральної відбивної здатності (ПІВЗ) монокристалів до одночасно присутніх у зразку випадково розподілених мікродефектів і порушеного поверхневого шару. Запропоновано метод поділу внесків у ПІВЗ кожного з цих двох типів дефектів і визначення характеристик порушеного поверхневого шару та випадково розподілених мікродефектів.