小周期多层膜的小角X射线衍射强度研究

水窗波段X射线反射元件的特征是周期比较小,吸收层和间隔层很难形成连续的膜面.提出了这种膜系内密度变化的简单物理模型,通过理论衍射强度计算和小角X衍射实验证明这种模型是合理的.同时理论上证明这种模型仍然有较强的小角X射线一级反射强度,其强度相当于结构参数相同的理想尖锐界面多层膜一级反射强度的70%～80%.对于小周期的多层膜设计,具有一定的参考价值.     

多层膜周期厚度的精确计算

布拉格修正公式可以用于计算基底是平面的软X射线多层膜周期厚度,但对于基底是曲面的多层膜,小角X射线衍射峰角度常常发生漂移,用该公式计算的周期厚度就与实际周期厚度不一致。分析了衍射峰角度位置漂移现象,对以布拉格公式为基础的多层膜周期厚度计算公式进行了修正,实验结果显示,利用修正公式获得的多层膜周期厚度比较接近多层膜实际周期厚度。     

不同调制周期Cu/TaN多层膜的微结构与表面形貌

采用磁控溅射方法在Si(111)基底上沉积不同调制周期的Cu/TaN多层膜,用X射线衍射仪(XRD)与原子力显微镜(AFM)表征薄膜微结构与表面形貌,研究了不同调制周期L薄膜的微结构与表面形貌.结果表明:不同L的TaN调制层均为非晶结构,多晶Cu调制层的晶粒取向组成随着L改变而变化; Cu调制层的表面粗糙度Rrms.大于TaN调制层的Rrms;与Cu单层膜相比,最外层为Cu调制层的Cu/TaN多层膜的Rrms较小;与TaN单层膜相比,最外层为TaN调制层的Cu/TaN多层膜的/Rrms较大;随着L增加,多层膜与对应的单层膜之间的兄Rrms差值逐渐减小.     

Quantitative TEM characterizations of La/B4C and Mo/B4C ultrathin multilayer gratings by the geometric phase method

Artificially fabricated multilayers that exploit the effect of Bragg diffraction at long wavelengths are used as X-ray optical components. Periodic ultrathin bilayer stacks of, alternatingly, a metallic reflection layer and a non-metallic spacer layer prepared as μm-scaled surface grating promise particularly high performance in applications as X-ray filters for high-resolution spectroscopy. Such gratings can be prepared by multilayer deposition onto Si(0 0 1) gratings or by coating flat Si(0 1 1) substrate surfaces with a multilayer, followed by subsequent etching of a grating structure. The structural quality of ultrathin multilayer gratings of both types has been characterized quantitatively combining TEM bright-field imaging of specimen cross-sections and applying a geometric phase method. The geometric phase method has been originally developed for the analysis of local displacement fields from HREM images and allows to obtain the relevant structure parameters. The application of this method to the characterization of Mo/B₄C and La/B₄C multilayer systems shows that the functionally decisive structure parameters, such as layer perfection, layer periodicity, and layer orientation, can be obtained with high precision from evaluation of TEM bright-field images. The essential role of such data analyses for a quantitative characterization of multilayer systems and for optimising the layer deposition techniques in the fabrication of X-ray optical layer systems will be demonstrated and discussed.     

制备软X光多层膜的转速控厚法

本文提出了一种新的监控软X光多层膜膜厚的方法——转速控厚法,利用这种方法镀制的设计周期厚度分别为8.4和10nm,周期数达50对和30对的W/C多层膜,经小角X光衍射测试,结果表明周期厚度随机误差在0.1nm左右。     

磁控溅射Ge/Si多层膜X射线低角衍射界面结构分析

本文对磁控溅射不同结构的Ｇｅ／Ｓｉ多层膜样品进行了Ｘ射线衍射的测试和分析,并进一步采用有过渡层的光学多层膜衍射模型对衍射谱进行了拟合;获得了扩散层厚度和分层厚度等多层膜的结构参数,定性讨论了多层膜中互扩散与分层厚度铁关系。计算结果与实验结果符合较好。     

DCXRD分析Ge/Si(001)多层纳米岛材料

结合透射电镜与原子力显微镜实验,用双晶X射线衍射方法分析了Ge/Si多层纳米岛材料.衍射的卫星峰可以被分解为两个洛仑兹峰,它们分别源于材料的浸润层区和纳米岛区.利用透射电镜得到Si和SiGe层的厚度比,估算出浸润层区与岛区的Ge组分分别为0.51和0.67.这是一种简单估算Ge/Si多层纳米岛材料中Ge组分的方法.     

常用间隔层材料软X射线多层膜的设计

为了研究常用间隔层材料的软X射线多层膜的材料设计,利用Lawrence-Livermore国家实验室提供的软X射线多层膜设计程序进行模拟计算,得到了软X射线波段内的具有高反射率的膜系。结果表明,Mo在相当大的波段范围内具有良好的光学特性;除了在12.44nm是首选膜系外(除4.36nm外),其它波长都有较高的反射率;U作为吸收层材料,在相当大的波段范围内,与其它间隔层材料配对的多层膜也具有较高的反射率。这对多层膜膜系的材料选择有一定的指导意义。     

DCXRD分析Ge/Si(001)多层纳米岛材料

结合透射电镜与原子力显微镜实验,用双晶X射线衍射方法分析了Ge/Si多层纳米岛材料.衍射的卫星峰可以被分解为两个洛仑兹峰,它们分别源于材料的浸润层区和纳米岛区.利用透射电镜得到Si和SiGe层的厚度比,估算出浸润层区与岛区的Ge组分分别为0.51和0.67.这是一种简单估算Ge/Si多层纳米岛材料中Ge组分的方法.     

纳米级薄膜厚度的精确测量

对于纳米级多层膜来说,膜厚的精确测量至关重要。本文针对X射线衍射测量薄膜厚度的方法,对所能够获得的测量精度进行了研究。结果表明,无论是单层膜还是多层膜,实现样品台的精密装调都是获得膜厚精确测量结果的前提条件;而在实现了精密装调的情况下,由于多层膜具有相对较窄的衍射峰,因此能够提取出更为精确的峰位数据,与单层膜相比,能够得到更精确的膜厚;经过合理地选择衍射峰,能够获得优于0.01nm的多层膜周期厚度测量精度。     

室温下制备的ZnO/Ag/ZnO多层膜的性能

采用射频磁控溅射ZnO陶瓷靶、直流磁控溅射Ag靶的方法在室温下制备了不同厚度的ZnO/Ag/ZnO多层膜。对样品进行了研究。结果表明:随着Ag层厚度的增加,ZnO(002)衍射峰的强度先增加后减小,Ag(111)衍射峰的强度增强,ZnO/Ag/ZnO多层膜的面电阻先减小后趋于稳定。ZnO膜厚度增加,Ag膜易形成晶状结构,ZnO/Ag/ZnO多层膜的透射峰向长波方向移动。ZnO(60nm)/Ag(11nm)/ZnO(60nm)膜在554nm处的透过率高达92.3%,面电阻为4.2?/□,品质常数?TC最佳,约40×10–3/?。     

应用量子散射理论研究X射线Bragg-Fresnel元件

提出用量子散射理论研究X射线波段的新型元件——Bragg-Fresnel元件,并对该元件的设计原理作了详细推导.用矩形函数表述了线性Bragg-Fresnel元件的衍射图形模式并编制了数值化计算机程序系统对其进行设计.最后给出线性Bragg-Fresnel元件的整体设计结果.     

The use of multilayer neural networks in material synthesis

This paper demonstrates the incorporation of a multilayer neural network in semiconductor thin film deposition processes. As a first step toward neural network-based process control, we present results from neural network pattern classification and beam analysis of reflection high energy electron diffraction RHEED images of GaAs/AlGaAs crystal surfaces during molecular beam epitaxy growth. For beam analysis, we used the neural network to detect and measure the intensity of the RHEED beam spots during the growth process and, through Fourier transformation, determined the thin film deposition rate. The neural network RHEED pattern classification and intensity analysis capability allows, powerful in situ real time monitoring of epitaxial thin film deposition processes. Our results show that a three layer network with sixteen hidden neurons and three output neurons had the highest correct classification rate with a success rate of 100% during testing and training on 13 examples     

软X光激光用多层膜反射镜的制备与检测

介绍在制备和检测软Ｘ光激光用多层膜反射镜中听做的研究工作。重点是制备过程，包括基板、镀膜设备、膜厚控制方法，以及经大量实验得出的镀膜工艺条件、给出了利用Ｘ光射线衍射仪所做的周期结构检测结果，以及利用激光等离子体作光源的精密反射率计所作的反射率测量结果。最后，对工作进展和存在的问题做了简略评述。     

碲锌镉晶体的X射线衍射形貌与腐蚀形貌

碲锌镉晶体中存在着各种典型晶体缺陷,其缺陷研究一直倍受关注,X射线衍射形貌术是一种非破坏性地研究晶体材料结构完整性、均匀性的有效方法.采用反射式X射线衍射形貌术对碲锌镉衬底的质量进行了研究,并将衬底的X射线衍射形貌与Everson腐蚀形貌进行了对比分析,碲锌镉衬底的X射线衍射形貌主要有六种特征类型,分别对应不同的晶体结构或缺陷,包括均匀结构、镶嵌结构、孪晶、小角晶界、夹杂、表面划伤,对上述特征类型进行了详细的分析.目前,衬底的X射线衍射形貌主要以均匀结构类型为主,划伤和镶嵌结构缺陷基本已消除,存在的晶体缺陷主要以小角晶界为主.通过对比分析碲锌镉衬底和液相外延碲镉汞薄膜的X射线衍射形貌,发现小角晶界等晶体结构缺陷会延伸到外延层上,碲锌镉衬底质量会直接影响碲镉汞外延层的质量,晶体结构完整的衬底是制备高质量碲镉汞外延材料的基础.     

X-ray reflectivity and atomic force microscopy studies of MOCVD grown AI_xGa_(1-x)N/GaN superlattice structures

The grazing incidence X-ray reflectivity（GIXR） technique and atomic force microscopy（AFM） were exploited to obtain an accurate evaluation of the surfaces and interfaces for metalorganic chemical vapor deposition grown Al_xGa_1-xN/GaN superlattice structures.The X-ray diffraction results have been combined with reflectivity data to evaluate the layer thickness and Al mole fraction in the AlGaN layer.The presence of a smooth interface is responsible for the observation of intensity oscillation in GIXR,which is well correlated to step flow observation in AFM images of the surface.The structure with a low Al mole fraction（x = 0.25） and thin well width has a rather smooth surface for the R_rms,of AFM data value is 0.45 nm.     

软X射线多层膜界面粗糙度的计算

提出一个在小角范围内计算多层膜界面粗糙度的理论计算公式 ,通过不同样品的小角度衍射曲线进行计算 ,结果表明由该公式根据不同周期、不同级次衍射峰计算的粗糙度相差比较小 ,而在相同条件下用已报道公式给出结果相差比较大。该理论公式获得的计算结果与实际观测结果比较一致。     

C/Al软X射线多层膜反射镜

在λ=285nm波长处,选择了一种新的多层膜材料对C／Al。与Mo／Si,C／Si软X射线多层膜相比,正入射C／Al多层膜在150nm附近有很低的二级衍射峰。用磁控溅射法制备了C／Al软X射线多层膜样品,并用X射线小角衍射法对其结构进行了测试。     

分子束外延生长的GaAs-Al_xGa_(1-x)As多层异质结构中的“精细低维调制条纹”的观察

应用透射式电子显微镜观察了GaAs-Al_xGa_(1-x)As多层异质结结构中的“精细低维调制条纹”。在邻近GaAs-Al_xGa_(1-x)As超晶格层的缓冲层中和与这缓冲层邻近的GaAs-Al_xGa_(1-x)As超晶格层的小区域中发现了等宽度的“精细低维调制条纹”,其宽度为9.1(?)的GaAs条纹,12(?)的Al_xGa_(1-x)As条纹。文中介绍了用显微密度计获得的这些条纹的密度分布结果。同时还给出了GaAs-Al_xGa_(1-x)As 多层异质结结构的晶格像和用X射线能量散射谱技术获得的成分定量分析结果。     

高温AlN为模板的AlGaN基p-i-n背照式日光盲探测器

第一次报道了以高温AlN为模板层的AlGaN基p-i-n背照式日光盲探测器的制作和器件特性.利用MOCVD方法在(0001)面的蓝宝石衬底上生长了探测器的AlxGa1-xN多层外延材料.在无需核化层的高温AlN模板上生长了p-i-n背照式日光盲探测器的无裂纹高Al组分(0.7)AlGaN多层外延结构.利用在线反射监测仪、三轴X射线衍射及原子力显微镜表征了外延材料的晶体质量.在1.8V的反向偏压下,制作的探测器表现出了日光盲响应特性,在270nm处最大响应度为0.0864A/W.具有约3.5V的正向开启电压,大于20V的反向击穿电压,在2V的反向偏压下暗电流小于20pA.