Динамическая теория скользящего диффузного рассеяния рентгеновских лучей в кристалле с приповерхностными дефектами

А. Ю. Гаевский, И. Э. Голентус, В. Б. Молодкин

Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03680, ГСП, Киев-142, Украина

Получена: 16.05.2013; окончательный вариант - 24.03.2014. Скачать: PDF

Скользящая дифракция (grazing incidence diffraction–GID) рентгеновских лучей, падающих под малыми углами (сравнимых с углом полного внешнего отражения), является мощным инструментом диагностики дефектов в приповерхностных слоях и в тонких плёнках. В данной статье разработана динамическая модель диффузного рассеяния рентгеновского излучения в кристалле с приповерхностными дефектами типа центров дилатации. Основная информация об искажениях кристаллической решётки вблизи поверхности заключена в диффузных компонентах рассеяния, сосредоточенных в окрестности когерентных пиков зеркально отражённой и зеркально дифрагированной волн. Для вычисления амплитуд диффузного рассеяния предложен новый подход, связанный с приближением искажённой волны (distorted wave Born approximation–DWBA). Фурье-компоненты атомных смещений выражены с помощью точных формул континуального приближения, которые получены с учётом сил изображения, обусловленных влиянием границы раздела. Рассчитаны карты интенсивности скользящего диффузного рассеяния на приповерхностных дефектах, хаотически расположенных в плоском слое. Для разных схем сканирования определены условия регистрации преимущественно диффузной составляющей в скользящей дифракции.

Ключевые слова: рентгеновские лучи, скользящая дифракция, динамическая теория, когерентное и диффузное рассеяние, приближение искажённой волны, центры дилатации, силы изображения.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v36/i03/0399.html

PACS: 61.05.cc, 61.05.cp, 61.72.Dd, 61.72.J-, 68.49.Uv


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. M. A. Krivoglaz, Difraktsiya Rentgenovskih Luchej i Neytronov v Neideal’nykh Kristallakh (X-Ray and Neutron Diffraction in Nonideal Crystals) (Kiev: Naukova Dumka: 1983) (in Russian).
  2. P. H. Dederichs, Phys. Rev. B, 4: 1041 (1971). Crossref
  3. M. F. Thorpe, I. S. Chung, and Y. Cai, Phys. Rev. B, 43: 8282 (1991). Crossref
  4. A. Yu. Gaevskiy, M. A. Ivanov, and V. B. Molodkin, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 31, No. 5: 633 (2009) (in Russian).
  5. V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskiy, and M. E. Osinovskiy, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 5, No. 5: 3 (1983) (in Russian).
  6. A. M. Afanas’ev and M. K. Melkonyan, Acta Crystallogr. A, 39: 207 (1983). Crossref
  7. A. M. Afanas’ev, P. A. Alexandrov, and R. M. Imamov, Rentgenodifraktsionnaya Diagnostika Submikronnykh Sloev (X-Ray Diffraction Diagnostics of Submicron Layers) (Moscow: Nauka: 1989) (in Russian).
  8. U. Pietsch, V. Holy, and T. Baumbach, High-Resolution X-Ray Scattering from Thin Films and Multilayers (New York: Springer-Verlag: 2004). Crossref
  9. U. Pietsch, Current Sci., 78: 25 (2000).
  10. E. A. Kondrashkina, S. A. Stepanov, M. Schmidbauer, R. Opitz, and R. Koehler, J. Appl. Phys., 81: 175 (1997). Crossref
  11. A. P. Ulyanenkov, S. A. Stepanov, U. Pietsch, and R. Kohler, J. Phys. D: Appl. Phys., 28: 2522 (1995). Crossref
  12. A. Yu. Gaevskiy, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 31, No. 10: 1317 (2009) (in Russian).
  13. R. D. Mindlin, Physics, 7: 195 (1936). Crossref
  14. J. Daillant, S. Mora, and A. Sentenacm, Diffuse Scattering Lect. Notes Phys., 770: 133 (2009).
  15. J. Daillant and O. Belorgey, J. Chem. Phys., 97: 5824 (1992). Crossref
  16. S. K. Sinha, E. B. Sirota, S. Garoff, and H. B. Stanley, Phys. Rev. B, 38: 2297 (1988). Crossref
  17. S. Takagi, J. Phys. Soc. Jap., 13, No. 2: 278 (1958). Crossref
  18. S. M. Durbin and T. Gog, Acta Cryst. A, 45: 132 (1989). Crossref
  19. F. Oberhettinger, Tables of Bessel Transforms (New York: Springer-Verlag: 1972). Crossref