F7030 Rentgenový rozptyl na
tenkých vrstvách
O. Caha
PřF MU
Prezentace k přednášce
Numerické simulace
Příklady experimentů
Vybrané vztahy
Sylabus1. 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 I: strukturní faktor, velikost krystalitu (Scherrerova formule), vliv deformace na
polohy a šířky difrakčních maxim, zbytková napětí, kvantifikace fázového složení (vnitřní normál)
4. Polykrystaly II: Full profile fitting; Textury, ODF (orientation distribution function); Debyeův vztah, PDF
(pair distribution function).
5. SAXS: teoretický popis, řídké roztoky – Guinierův a Porodův vztah, uspořádané částice – long range a
short-range order
6. Dokonalé, téměř dokonalé krystaly, epitaxní vrstvy: Kinematická teorie na monokrystalu a epitaxní vrstvě
– polohy difrakcí, truncation rod, deformace v epitaxní vrstvě, relaxace. Mozaikový krystal
7. Dynamická teorie rtg reflexe: Jednovlnná aproximace – hloubka vniku, reflexe na hladkém rozhraní,
multivrstvy (formalismus přenosové matice), TRXRF
8. Dynamická teorie rtg difrakce: Dvojvlnná aproximace: případ Bragg a Laue, Borrmannův jev, stojatá vlna,
GID, epitaxní vrstvy
9. Semikinematická teorie I: DWBA, Rozptyl na drsných rozhraních – popis drsného rozhraní, příklady:
fraktálové rozhraní, dvouúrovňové, vicinální, spekulární odraz a nespekulární rozptyl, drsné multivrstvy
10. Semikinamatická teorie II: GISAXS na částicích na povrchu a uvnitř vzorku, Difuzní rozptyl na defektech
v krystalu v okolí difrakce
11. Experimentální rozlišení Experimentální rozlišení v reciprokém prostoru: analyzer streak, detector
streak, monochromator streak, DuMondovy grafy, disperzní a nedisperzní uspořádání, koherenční šířka a
délka
12. Další rentgenové metody: Fluorescenční spektroskopie, absorpční spektroskopie – XAFS, XMCD.
Semikinematická teorie
Dokážeme najít přesné řešení pro
Semikinematická teorie
Příklad: polonekonečný substrát
Semikinematická teorie
Semikinematická teorie
Otvory v krystalu
Semikinematická teorie
Drsné rozhraní
Drsné rozhraní
Drsné rozhraní
Fraktálový model
D=1.2619
Náhodné kráčení (Brownův pohyb)
h=0.5
Nekoherentní rozptyl na drsném
rozhraní
Nekoherentní část
Koherentní rozptyl na drsném
rozhraní
Odraz na drsných rozhraních
Nekoherentní rozptyl, různé parametry fraktálové drsnosti
semikinematická
kinematická
Odraz na drsných rozhraních
Nekoherentní rozptyl, různé parametry fraktálové drsnosti
Odraz na drsných rozhraních
Nekoherentní rozptyl, různé parametry fraktálové drsnosti
Odraz na drsných rozhraních
Koherentní a nekoherentní rozptyl, různé parametry fraktálové drsnosti
Odraz na drsných rozhraních
Koherentní a nekoherentní rozptyl, různé parametry fraktálové drsnosti
Drsné rozhraní
Multivrstvy
Aproximace
Realističtější aproximace
Drsné rozhraní
Semikinematická teorie
Nekoherentní rozptyl na drsném
rozhraní
Nekoherentní rozptyl na drsném
rozhraní
Drsné rozhraní
dvouúrovňový povrch
Drsné rozhraní
dvouúrovňový povrch
Drsné rozhraní
Vicinální povrch
Drsné rozhraní
Vicinální povrch
Odraz na drsných rozhraních
Nekoherentní rozptyl, různé parametry pro vicinální povrch
Odraz na drsných rozhraních
Nekoherentní rozptyl, různé parametry pro vicinální povrch
Odraz na drsných rozhraních
Nekoherentní rozptyl, různé parametry pro vicinální povrch
Odraz na drsných rozhraních
Nekoherentní rozptyl, různé parametry pro vicinální povrch