Выпуски МФиНТ »  Том 38, выпуск 1

Динамическая теория трёхкристальной рентгеновской дифрактометрии и характеристика микродефектов и деформаций в неидеальных монокристаллах

В. Б. Молодкин$^{1}$, С. И. Олиховский$^{1}$, Е. Г. Лень$^{1}$, Е. Н. Кисловский$^{1}$, О. В. Решетник$^{1}$, Т. П. Владимирова$^{1}$, Б. В. Шелудченко$^{1}$, Е. С. Скакунова$^{1}$, В. В. Лизунов$^{1}$, Е. В. Кочелаб$^{1}$, И. М. Фодчук$^{2}$, В. П. Кладько$^{3}$

$^{1}$Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03680, ГСП, Киев-142, Украина
$^{2}$Черновицкий национальный университет имени Юрия Федьковича, ул. Коцюбинского, 2, 50012 Черновцы, Украина
$^{3}$Институт физики полупроводников им. В.Е. Лашкарьова НАН Украины, просп. Науки, 41, 03028 Киев, Украина

Получена: 10.11.2015. Скачать: PDF

В работе представлен краткий обзор основных принципов, используемых при получении аналитических выражений для когерентной и диффузной интенсивностей рассеяния, измеряемых трёхкристальным дифрактометром (ТКД). Получены точные аналитические выражения для диффузных компонент как ТКД-профилей, так и карт обратного пространства, измеренных в геометрии дифракции по Брэггу для кристаллов, содержащих микродефекты нескольких типов. Эти формулы получены при использовании обобщённой динамической теории рассеяния рентгеновских лучей неидеальными кристаллами со случайно распределёнными микродефектами. Представлены некоторые примеры, демонстрирующие возможности разработанной теории для количественной характеризации несовершенств структуры в реальных монокристаллах. В частности, путём аналитической обработки измеренных ТКД-профилей, кривых отражения и карт обратного пространства определены характеристики сложных структур микродефектов, созданных в кристаллах кремния методами Чохральского и зонной плавки.

Ключевые слова: динамическое рассеяние, трёхкристальный дифрактометр, двухкристальный дифрактометр, микродефекты.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v38/i01/0099.html

PACS: 61.05.cc, 61.05.cp, 61.72.Dd, 61.72.J-, 68.35.Gy, 81.40.Ef, 81.40.Wx

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. P. Eisenberger, N. G. Alexanropoulos, and P. M. Platzmann, Phys. Rev. Lett., 28, No. 23: 1519 (1972) Crossref
  2. B. C. Larson and W. G. Schmatz, Phys. Rev. B, 10, No. 6: 2307 (1974) Crossref
  3. A. Iida and K. Kohra, phys. status solidi (a), 51, No. 2: 533 (1979) Crossref
  4. A. Iida, phys. status solidi (a), 54, No. 2: 701 (1979) Crossref
  5. A. M. Afanas’ev, M. V. Koval’chuk, E. F. Lobanovich, R. M. Imamov, P. A. Aleksandrov, and M. K. Melkonyan, Kristallografiya, 26, Iss. 1: 28 (1981) (in Russian)
  6. E. K. Kov’ev, V. V. Ratnikov, and L. M. Sorokin, Fizika Tverdogo Tela, 23, No. 6: 1626 (1981) (in Russian)
  7. P. Zaumseil and U. Winter, phys. status solidi (a), 70, No. 2: 497 (1982) Crossref
  8. P. Zaumseil and U. Winter, phys. status solidi (a), 73, No. 2: 455 (1982) Crossref
  9. A. A. Lomov, P. Zaumseil, and U. Winter, Acta Crystallogr. A, 41, No. 3: 223 (1985) Crossref
  10. R. N. Kyutt, A. A. Sitnikova, and L. M. Sorokin, Fizika Tverdogo Tela, 27, No. 3: 673 (1985) (in Russian)
  11. V. Holý and J. Kubĕna, phys. status solidi (b), 170, Iss. 1: 9 (1992) Crossref
  12. L. A. Charniy, A. N. Morozov, V. T. Bublik, K. D. Scherbachev, I. V. Stepantsova, and V. M. Kaganer, J. Cryst. Growth, 118: 163 (1992) Crossref
  13. V. Holý, U. Pietch, and T. Baumbach, High-Resolution X-Ray Scattering from Thin Films and Multilayers (Berlin–Heideiberg: Springer: 1998)
  14. P. F. Fewster, X-Ray Scattering from Semiconductors (London: Imperial College Press: 2000)
  15. V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, M. E. Osinovskii, V. V. Kochelab, A. Yu. Kazimirov, M. V. Koval’chuk, and F. N. Chukhovskiy, Metallofizika, 6, No. 3: 7 (1984) (in Russian)
  16. V. B. Molodkin, V. V. Nemoshkalenko, S. I. Olikhovskii, E. N. Kislovskii, O. V. Reshetnyk, T. P. Vladimirova, V. P. Krivitsky, V. F. Machulin, I. V. Prokopenko, G. E. Ice, and B. C. Larson, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 20, No. 11: 29 (1998)
  17. V. B. Molodkin, M. Ando, E. N. Kislovskii, S. I. Olikhovskii, T. P. Vladimirova, O. V. Reshetnyk, E. G. Len, E. A. Evgrafova, and E. V. Pervak, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 24, No. 4: 541 (2002)
  18. S. I. Olikhovskii, V. B. Molodkin, E. M. Kislovskii, O. V. Reshetnyk, T. P. Vladimirova, E. G. Len, G. E. Ice, R. I. Barabash, R. Köhler, and D. O. Grigoriev, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 27, No. 7: 949 (2005)
  19. S. I. Olikhovskii, V. B. Molodkin, E. M. Kislovskii, O. V. Reshetnyk, T. P. Vladimirova, G. E. Ice, R. I. Barabash, R. Köhler, and D. O. Grigoriev, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 27, No. 9: 1251 (2005)
  20. V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, and M. E. Osinovskii, Metallofizika, 5, No. 1: 3 (1983) (in Russian)
  21. V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, E. N. Kislovskii, E. G. Len, and E. V. Pervak, phys. status solidi (b), 227: 429 (2001) Crossref
  22. S. I. Olikhovskii, V. B. Molodkin, E. N. Kislovskii, E. G. Len, and E. V. Pervak, phys. status solidi (b), 231: 199 (2002) Crossref
  23. V. S. Wang and R. J. Matyi, J. Appl. Phys., 72, Iss. 11: 5158 (1992) Crossref
  24. M. A. Krivoglaz, X-Ray and Neutron Scattering in Nonideal Crystals (Berlin: Springer: 1996) Crossref
  25. P. H. Dederichs, Phys. Rev. B, 4: 1041 (1971) Crossref
  26. R. Bloch, D. Bahr, J. Olde, L. Brügemann, and W. Press, Phys. Rev. B, 42: 5093 (1990) Crossref
  27. T. P. Vladimirova, R. F. Seredenko, V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, and E. N. Kislovskii, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 29, No. 6: 711 (2007) (in Ukrainian)
  28. V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, E. N. Kislovskii, T. P. Vladimirova, E. S. Skakunova, R. F. Seredenko, and B. V. Sheludchenko, Phys. Rev. B, 78, No. 22: 224109 (2008) Crossref
  29. V. P. Klad’ko, L. I. Datsenko, J. Bak-Misiuk, V. F. Machulin, I. V. Prokopenko, V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, and Z. V. Maksimenko, J. Phys. D: Applied Physics, 34, No. 10A: A87 (2001) Crossref
  30. E. N. Kislovskii, O. V. Reshetnyk, T. P. Vladimirova, V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, B. V. Sheludchenko, R. F. Seredenko, and E. S. Skakunova, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 29, No. 5: 701 (2007) (in Ukrainian)
  31. A. P. Shpak, V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, Ye. M. Kislovskii, O. V. Reshetnyk, T. P. Vladimirova, E. G. Len, A. I. Nizkova, V. M. Venger, and S. V. Dmitriev, phys. status solidi (b), 204, No. 8: 2651 (2007) Crossref
  32. V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, E. S. Skakunova, E. G. Len, E. N. Kislovskii, O. V. Reshetnyk, T. P. Vladimirova, V. V. Lizunov, L. N. Skapa, S. V. Lizunova, E. V. Fuzik, N. G. Tolmachev, B. K. Ostafiychuk, V. M. Pylypiv, and O. Z. Garpul’. Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 37, No. 8: 1017 (2015) Crossref
  33. E. S. Skakunova, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 37, No. 4: 555 (2015) Crossref
  34. J. Chikawa, Y. Asaeda, and I. Fujimoto, J. Appl. Phys., 41: 1922 (1970) Crossref
  35. V. Holý, and J. Kubĕna, phys. status solidi (b), 141, No. 1: 35 (1987) Crossref
  36. V. V. Nemoshkalenko, V. B. Molodkin, E. N. Kislovskii, S. I. Olikhovskii, T. A. Grishchenko, M. T. Kogut, and E. V. Pervak, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 22, No. 2: 42 (2000) (in Russian)
  37. V. G. Bar’yahtar, V. V. Nemoshkalenko, V. B. Molodkin, A. P. Shpak, D. Chikava, K. Kohra, R. N. Kyutt, S. I. Olikhovskii, A. I. Nizkova, T. A. Grishchenko, E. N. Kislovskii, M. T. Kogut, and M. V. Koval’chuk, Metallofizika, 15, No. 12: 72 (1993) (in Russian)
  38. C. Bergmann, A. Gröschel, J. Will, and A. Magerl, J. Appl. Phys., 118: 015707 (2015) Crossref
  39. V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, E. G. Len, E. N. Kislovskii, V. P. Kladko, O. V. Reshetnyk, T. P. Vladimirova, and B. V. Sheludchenko, phys. status solidi (a), 206, No. 8: 1761 (2009) Crossref
  40. A. Borgesi, B. Pivac, A. Sasella, and A. Stella, J. Appl. Phys., 77: 4169 (1995) Crossref
  41. V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, Ye. M. Kyslovskyy, E. G. Len, O. V. Reshetnyk, T. P. Vladimirova, V. V. Lizunov, and S. V. Lizunova, Semiconductor Physics, Quantum Electronics and Optoelectronics, 13, No. 4: 353 (2010)
  42. A. P. Shpak, V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, Ye. M. Kyslovskyy, O. V. Reshetnyk, T. P. Vladimirova, E. G. Len, A. I. Nizkova, V. M. Venger, and S. V. Dmitriev, phys. status solidi (a), 204, No. 8: 2651 (2007) Crossref
  43. P. M. Petroff and A. J. R. de Kock, J. Cryst. Growth, 30: 117 (1975) Crossref
  44. H. Föll, V. Gösele, and B. O. Kolbesen, J. Cryst. Growth, 52, No. 2: 907 (1981) Crossref
  45. P. J. Roksnoer and M. M. B. van der Boom, J. Cryst. Growth, 53, No. 3: 563 (1981) Crossref
  46. P. J. Roksnoer, J. Cryst. Growth, 68, No. 2: 596 (1984) Crossref
  47. V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, Ye. M. Kyslovskyy, T. P. Vladimirova, E. V. Kochelab, O. V. Reshetnyk, V. V. Dovganyuk, I. M. Fodchuk, T. V. Lytvynchuk, V. P. Klad’ko, and Z. Świątek, phys. status solidi (a), 208, No. 11: 2552 (2011) Crossref
  48. E. N. Kislovskii, V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, E. G. Len, B. V. Sheludchenko, S. V. Lizunova, T. P. Vladimirova, E. V. Kochelab, O. V. Reshetnik, V. V. Dovganyuk, I. M. Fodchuk, T. V. Litvinchuk, and V. P. Klad’ko, J. Surface Investigation. X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 7, No. 3: 523 (2013) Crossref

© 2013–2017 «ИМФ НАН Украины»