薄膜结构X射线表征PDF电子书下载

第一篇　基本实验装置 3

第1章　X射线源与X射线探测 3

1.1　X射线源 3

1.1.1　X射线产生和X射线谱 3

1.1.2　封闭式X射线管 4

1.1.3　同步辐射光源 6

1.2　X射线准直和单色化 8

1.2.1　狭缝 8

1.2.2　双晶单色器 9

1.2.3　多晶单色器 11

1.3　X射线探测器 13

1.3.1　计数器 13

1.3.2　位敏探测器 15

1.3.3　面探测器 16

参考文献 17

第2章　薄膜X射线衍射仪 19

2.1　高分辨共面X射线衍射仪 19

2.2　掠入射衍射装置 25

2.3　测量分辨率的分析 26

参考文献 28

第3章　表面／界面X射线散射 29

3.1 固体表面／界面X射线反射和漫散射装置 30

3.2　液体表面／界面X射线反射和散射装置 32

参考文献 34

第二篇　基本理论 37

第4章　X射线衍射运动学理论 37

4.1　引言 37

4.2　X射线衍射几何 37

4.2.1　劳厄方程 37

4.2.2　布拉格方程 39

4.3　倒易点阵 40

4.3.1　倒易点阵定义 40

4.3.2　色散面——Ewald球 41

4.4　X射线衍射强度 43

4.4.1　单电子散射 43

4.4.2　原子散射因子 44

4.4.3　结构因子 45

4.5　薄晶体衍射强度 46

参考文献 48

第5章　金属多层膜的X射线衍射运动学理论 50

5.1　成分混合／合金化的多层膜 50

5.2　[A/B]N多层膜 52

参考文献 56

第6章　X射线衍射动力学理论（一）——完美晶体 57

6.1 引言 57

6.2　完美晶体中X射线波动方程 58

6.3　双光束近似 60

6.4　色散面 62

6.5　劳厄几何晶体内波场振幅 66

6.6　布拉格几何晶体内波场振幅 69

6.6.1　无吸收晶体的反射率 70

6.6.2　有吸收晶体的反射率 71

6.7　双轴晶衍射摇摆曲线的理论计算 72

参考文献 73

第7章　X射线衍射动力学理论（二）——畸变晶体 75

7.1 引言 75

7.2　晶体中的调制波 76

7.3　高木方程 77

7.4　高木方程的Taupin形式 78

7.5　多层膜结构的X射线双轴晶摇摆曲线计算 80

7.5.1　概述 80

7.5.2　外延材料反射率的X射线衍射动力学理论解 81

7.5.3　迭代公式中参数的计算 83

7.6　应变弛豫超晶格的X射线双轴晶摇摆曲线计算 88

7.6.1　弛豫机制与应变分布 88

7.6.2　取向差与峰形展宽 90

参考文献 92

第8章　X射线异常衍射精细结构理论 93

8.1　没有周期调制的多层膜 93

8.2　[A/B]N多层膜 96

8.3　实验方法 97

8.4　DAFS谱线的分析方法 98

参考文献 101

第9章　X射线掠入射衍射理论 103

9.1　概述 103

9.2　X射线掠入射衍射准运动学理论 104

9.2.1 畸变波玻恩近似（DWBA） 105

9.2.2　畸变波玻恩近似下薄膜材料的掠入射衍射理论 107

9.3　掠入射衍射的应用 110

参考文献 111

第10章　X射线界面反射和漫散射理论 112

10.1　X射线镜面反射 112

10.2　粗糙表面的散射（一）——玻恩近似 115

10.3　粗糙表面的散射（二）——DWBA理论 116

10.4　多层膜的DWBA散射理论 119

10.5　界面起伏的关联函数 120

10.5.1　表面关联函数 121

10.5.2　自仿射（self-affine）关联 121

10.5.3　多层膜界面之间的关联 122

参考文献 124

第三篇　薄膜微结构表征 127

第11章　单层膜和多层膜厚度 127

11.1　单层膜和多层膜共面X射线衍射 127

11.2　埋层的探测 134

11.2.1　高分辨X射线衍射 134

11.2.2　X射线镜面反射 137

参考文献 139

第12章　外延膜的晶格参数、应力与组分 140

12.1　共面X射线双轴晶衍射 140

12.2　薄膜残余应力检测的X射线mapping技术 142

12.3　掠入射衍射 150

参考文献 155

第13章　薄膜表面与界面 156

13.1　X射线镜面反射 156

13.1.1　氧化物薄膜界面 156

13.1.2　磁性金属多层膜界面 159

13.1.3　BaTiO3/Pt界面的“dead layer” 160

13.2　X射线漫散射 161

13.2.1　ZnTe/ZnSxTe1-x超晶格中的生长台阶 162

13.2.2　长周期BeTe/ZnSe超晶格界面台阶上的无规起伏 165

13.2.3　短周期BeTe/ZnSe超晶格界面的化学键 166

13.3　X射线异常衍射精细结构 168

13.3.1　埋层量子线 169

13.3.2　在金属多层膜中的应用 170

参考文献 175

第14章　横向调制结构 176

14.1　表面栅格结构 176

14.2　横向成分调制结构 180

14.3　量子线结构 183

14.4　量子点结构 189

14.5　原子有序结构 193

参考文献 206

第15章　外延膜中的缺陷 208

15.1　倒易空间X射线散射强度分布 208

15.2　应变弛豫 209

15.2.1　晶格失配应变 209

15.2.2　成分梯度应变 213

15.3　失配位错 216

15.3.1　位错的X射线漫散射 216

15.3.2　低密度位错 218

15.3.3　高密度位错 221

15.4　X射线反射形貌术 224

15.4.1　Berg-Barrett反射形貌术 224

15.4.2　双轴晶形貌术 225

参考文献 229

第16章　软物质薄膜与界面 230

16.1　液体薄膜与界面 230

16.1.1　实验方法 230

16.1.2　液体薄膜 231

16.2　固／液界面的磷脂多层膜 235

16.2.1　磷脂多层膜结构的X射线散射研究 235

16.2.2　磷脂多层膜的溶胀 239

16.3　表面活性剂多层膜 241

16.3.1　水对硬脂酸膜界面起伏的影响 241

16.3.2　LB膜的界面粗糙化与生长动力学 243

参考文献 246