PřF:F7030 Rtg rozptyl na tenkých vrst. - Informace o předmětu

F7030 Rentgenový rozptyl na tenkých vrstvách

Rozsah

2/0/0. 1 kr. (plus ukončení). Ukončení: k.

Vyučující

doc. Mgr. Ondřej Caha, Ph.D. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Josef Humlíček, CSc.
Ústav fyziky kondenzovaných látek – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. Mgr. Ondřej Caha, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky kondenzovaných látek – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

Základní znalosti fyziky pevných látek a optiky

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Fyzika (program PřF, N-FY)

Cíle předmětu

Cílem předmětu je umožnit studentům
- popsat a vysvětlit základní zákonitosti rtg difrakcí a rtg reflexí na tenkých vrstvách
- aplikovat tyto znalosti na studium defektů v polovodičových heterostrukturách a jejich rozhraní

Výstupy z učení

Student bude po absolvování předmětu schopen: - vybrat optimální druh experimentu pro daný typ strukturní analýzy - vyhodnotit experimentální data

Osnova

• 1. Experimentální technika: zdroje, vznik rtg záření, goniometry, optické prvky (monochromátory, kolimátory, zrcadla, fokusační optika), detektory. Základní experimenty: polykrystalové a monokrystalové metody, mapování reciprokého prostoru 2. Kinematická teorie rozptylu: úvod do teorie rozptylu, rozptyl na elektronu, izolovaném atomu, krystal, strukturní a geometrický faktor, omezená velikost krystalu 3. Difrakce na polykrystalech: strukturní faktor, velikost krystalitu (Scherrerova formule), vliv deformace na polohy a šířky difrakčních maxim, zbytková napětí, Full profile fitting, kvantifikace fázového složení (vnitřní normál) Textura, ODF Debyeův vztah, PDF 4. SAXS: teoretický popis, řídké roztoky – Guinierův a Porodův vztah, uspořádané částice – long range a short-range order 5. Dokonalé, téměř dokonalé krystaly, epitaxní vrstvy: Kinematická teorie na monokrystalu a epitaxní vrstvě – polohy difrakcí, truncation rod, deformace v epitaxní vrstvě, relaxace. Mozaikový krystal 6. Dynamická teorie rtg reflexe: Jednovlnná aproximace – hloubka vniku, reflexe na hladkém rozhraní, multivrstvy (formalismus přenosové matice), TRXRF 7. Dynamická teorie rtg difrakce: Dvojvlnná aproximace: případ Bragg a Laue, Borrmannův jev, stojatá vlna, GID, epitaxní vrstvy 8. Semikinematická teorie DWBA Rozptyl na drsných rozhraních – popis drsného rozhraní, příklady: fraktálové rozhraní, dvouúrovňové, vicinální, spekulární odraz a nespekulární rozptyl, drsné multivrstvy 9. GISAXS na částicích na povrchu a uvnitř Difuzní rozptyl na defektech v krystalu v okolí difrakce 10. Experimentální rozlišení Experimentální rozlišení v reciprokém prostoru: analyzer streak, detector streak, monochromator streak, DuMondovy grafy, disperzní a nedisperzní uspořádání, koherenční šířka a délka 11. Další rentgenové metody Fluorescenční spektroskopie, absorpční spektroskopie – XAFS, XMCD Rentgenová topografie, rtg interferometr

Literatura

• HOLÝ, Václav, U. PIETSCH a T. BAUMBACH. High-resolution x-ray scattering from thin films and multilayers. Germany Berlin: High-resolution x-ray scattering from thin films and multilayers, 1998, 256 s. Springer Tracts in Modern Physics. ISBN 3-540-62029-X. info

Výukové metody

přednášky s diskuzí

Metody hodnocení

kolokvium

Další komentáře

Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

• Statistika zápisu (podzim 2022, nejnovější)
  
• Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim2022/F7030