Спосіб багатопараметричної структурної діагностики монокристалів з декількома типами дефектів

Спосіб багатопараметричної структурної діагностики монокристалів з декількома типами дефектів, який полягає в тому, що досліджуваний монокристал опромінюють пучком рентгенівських променів вибраної довжини хвилі l і відомої інтенсивності I0 , здійснюють в ньому брегг-дифракцію на системі площин (hkl), вимірюють залежність дифрагованої інтенсивності I(Dq ) в усьому кутовому діапазоні кривої дифракційного відбиття, де Dq - кут відхилення зразка від дифракційного максимуму, визначають коефіцієнт дифракційного відбиття R(Dq ) = I(Dq) / I0 , який складається з суми: (11) 1 Спосіб відноситься до рентгенівських дифракційних методів контролю ступеня структурної досконалості монокристалічних матеріалів і виробів нанотехнологій і може бути використаний для забезпечення таких нових функціональних можливостей діагностики, як багатопараметрична структу рна діагностика монокристалів з декількома типами дефектів, неруйнуючий пошаровий аналіз характеристик гетероструктур, характеризація швидкоплинних структурних змін (рентгенівське кіно). 3 36075 Відомий спосіб контролю структурної досконалості монокристалів [V.Holy, and J. Kubena Characterization of Microdefects in Silicon by Means of XRay Refflection Curves //Phys.Stat.Sol. (b) -1989. V.155, No.2, -P.339-347], що полягає в тому, що опромінюють досліджуваний зразок колімованим пучком рентгенівських променів (РП) з довжиною хвилі l, здійснюють у ньому лауе-дифракцію на системі площин (hkl), фіксують кути повороту зразка ∆q від точного положення відбиття і вимірюють у всьому кутовому інтервалі кривої дифракційного відбиття (КДВ) кутову залежність коефіцієнта дифракційного відбиття R(∆q)=I(∆q)/I0, де I(∆q) - вимірювана інтенсивність, I0- інтенсивність падаючого на зразок рентгенівського пучка, по залежності R(∆q) судять про радіус r і концентрацію c дефектів одного типу, присутні х у монокристалі. Недоліком даного способу є мала інформативність, що полягає в тому, що відомий спосіб дозволяє визначати параметри тільки одного типу дефектів. Відомий спосіб контролю структурної досконалості монокристалів [Немошкаленко В.В., Молодкін В.Б., Оліховський С.Й., Кисловський Є.М., Грищенко Т.А., Когут М.Т., Ковальчук М.В., Харатьян С.И., Гринь Г.В. Диференційно-інтегральний метод визначення параметрів структурної досконалості монокристалів у трикристальній рентгенівській дифрактометрії //Метало фізика. –1993 -Т.15, №11. -С.53-66; Molodkin V.B. Nemoshkalenko V.V., Olikhovskii S.I., Kislovskii E.N., Reshetnyk O.V., Vladimirova T.P., Kri vitsky V.P., Machulin V.F., Prokopenko I.V., Ice G.E., Larson B.C. Theoretical and experimental principles of the differential-integral X-ray diffractometry of imperfect single crystals. // Металофіз. новітні технол. –1998 -Т.20, №11. -С.29-40], що полягає в тому, що досліджуваний монокристалічний зразок повертають на фіксований кут ∆a від точного бреггівського положення, опромінюють пучком рентгенівських променів (РП) з довжиною хвилі l, відбити х від досконалого кристаламонохроматора, здійснюють у ньому бреггдифракцію на системі площин (hkl), вимірюють за допомогою кристала-аналізатора окремо інтегральні інтенсивності дифузного Iд(∆a) і головного Iг(∆a) піків, a також інтегральні напівширини дифузних піків w(∆a). Виміри повторюють для набору фіксованих кутів повороту ∆a і, зразка від точного бреггівського положення при значеннях Da i ³ w (Da ) , а ефективний радіус reff дефектів одного типу, присутніх у монокристалі, знаходять зі співвідношення IД (Da j ) / IД ( Da i ) інтегральних інтенсивностей дифузних піків для різних кутів повороту зразка ∆a j й ∆a i і шляхом зіставлення вимірюваних і розрахованих при відомому радіусі r0 величин w (Da i ) визначають домінуючий тип дефектів, і за відношенням I Д (Da ) / IГ (Da ) інтегральних інтенсивностей дифузного і головного піків при одному з кутів повороту монокристалічного зразка визначають максимальне значення коефіцієнта ефективного поглинання через дифузне розсіювання m0 й статичний факds 4 æ m0 ö ç ÷ тор Дебая-Валлера E = exp ç - 2h ds ÷ , де m0 m0 ÷ ç è ø лінійний коефіцієнт фотоелектричного поглинання матеріалу зразка, h - відомий параметр, що залежить від констант речовини зразка, довжини випромінювання l і геометричних умов дифракції, за параметрами m0 і E визначають концентрацію ds одного типу дефектів c . До недоліків способу слід віднести малу інформативність, яка полягає в тому, що відомий спосіб дозволяє визначити характеристики тільки одного типу дефектів, і низьку точність, пов'язану із втратою чутливості через паразитний внесок у дифраговану інтенсивність дифузного розсіювання (ДР) від монохроматора та аналізатора і слабкою світлосилою пучка рентгенівських променів (РП), яким опромінюють монокристалічний зразок, що істотно позначається також на тривалості досліджень. Відомий спосіб діагностики структури [див. Бар'яхтар В.Г., Немошкаленко В.В., Молодкін В.Б., Шпак А.П., Chikawa J., Kohra К., Кютт Р.М, Ковальчук М.В., Оліхо вський С.Й., Низкова Г.І., Кисловський Є.М., Грищенко Т.А., Гинько І.В., Когут М.Т. Спосіб контролю структурної досконалості монокристалів, Патент України №17146A, MKI6 G01 №23/20, друк. Бюлетень, 1997, №3] що полягає в тому, що досліджуваний монокристал-зразок товщиною t0 опромінюють пучком рентгенівського випромінювання з довжиною хвилі l , вибраної з умови m0t 0