Модель багатопараметричної дифузнодинамічної комбінованої дифрактометрії багатошарових систем зі складною коміркою і дефектами

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ МЕТАЛОФІЗИКИ ІМ. Г.В. КУРДЮМОВА

Спеціальність 01.04.07 - Фізика твердого тіла

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук

Модель багатопараметричної дифузнодинамічної комбінованої дифрактометрії багатошарових систем зі складною коміркою і дефектами

Лізунова Світлана Вячеславівна

Київ - 2011

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті металофізики ім. Г.В. Курдюмова Національної академії наук України

Науковий керівник:член-кореспондент НАН України,

доктор фізико-математичних наук, професор

Молодкін Вадим Борисович,

завідувач відділу теорії твердого тіла

Інституту металофізики

ім. Г.В. Курдюмова НАН України

Офіційні опоненти:доктор фізико-математичних наук, професор,

Раранський Микола Дмитрович,

завідувач кафедри фізики твердого тіла

Чернівецького національного університету

імені Юрія Федьковича

доктор фізико-математичних наук, професор,

Репецький Станіслав Петрович,

професор кафедри фізики функціональних матеріалів

Київського національного університету імені Тараса Шевченка

Захист відбудеться “ 8”листопада 2011 р. о 1400год. на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 26.168.02 Інституту металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України за адресою: 03680, ГСП, Київ-142, бульв. Акад. Вернадського, 36.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України за адресою: 03680, ГСП, Київ-142, бульв. Акад. Вернадського, 36.

Автореферат розісланий “6 ” жовтня 2011 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д 26.168.02

кандидат фізико-математичних наук Сизова Т.Л.

Размещено на http://www.allbest.ru//

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Центральною проблемою фізики твердого тіла є встановлення зв'язків між комплексом необхідних властивостей матеріалів, що розробляються для новітньої техніки, і характеристиками дефектів, а також параметрами надструктури, які наведені цілеспрямовано прецизійною інженерією на атомному рівні та сучасними нанотехнологіями. У зв'язку з цим найбільш актуальним стає сьогодні створення основ відповідної структурної діагностики матеріалів, яка забезпечить кількісний контроль цілеспрямовано створюваної субструктури на атомному рівні і, відповідно, необхідні властивості і якість матеріалів.

Найбільш ефективними з цієї точки зору є неруйнівні дифракційні методи діагностики безпосередньо статистичних структурних характеристик матеріалів, які і визначають їх властивості.

Проте методи класичної кристалографії, яка створена ще на початку минулого століття, дозволяють на основі аналізу дифракційної картини встановлювати параметри лише ідеально періодичної структури монокристалів. При цьому необхідна сьогодні інформація щодо відхилень від ідеально періодичної структури кристалів міститься у дифузному розсіянні випромінювань на дефектах кристалічних гратниць і не піддається аналізу методами класичної кристалографії. Відповідна кінематична теорія дифузного розсіяння в кристалах з дефектами довільного типу і основи діагностики і класифікації дефектів по їх впливу на дифракційну картину дифузного розсіяння вперше створені в ІМФ НАН України М.О. Кривоглазом у середині минулого століття. Сьогодні ці основи не втратили актуальності та використовуються практично у всіх провідних структурних лабораторіях світу. Проте, існує ряд обмежень в інформативних та інших діагностичних можливостях кінематичної (наближення однократного розсіяння) картини дифракції. Зокрема, принципово не може бути розв'язана однозначно обернена задача визначення з кінематичної картини розсіяння характеристик одразу декількох типів дефектів, які, як правило, одночасно присутні у кристалах, тобто, багатопараметрична задача. Як стало зрозумілим останнім часом, така задача може бути розв'язана лише в рамках динамічної теорії бреггівського і дифузного розсіяння у кристалах з дефектами, яка побудована вперше також в ІМФ НАН України В.Б. Молодкіним. Принципову вирішальну роль при цьому відіграють враховані в цих роботах вперше ефекти багатократного бреггівського і особливо дифузного розсіяння.

Детальний порівняльний аналіз інформативних можливостей кінематичної і динамічної картин розсіяння, виконаний в останні три роки у відділі теорії твердого тіла ІМФ НАН України, дозволив відкрити явище радикального підвищення інформативності і чутливості діагностики при переході від кінематичної до динамічної картин розсіяння, а також встановити фізичну природу цього явища [1,2]. Суть його полягає у відкритій унікальній чутливості до характеристик дефектів залежностей картини динамічного розсіяння від умов дифракції, яка принципово відсутня при кінематичному розсіянні. Проте, всі ці результати були отримані лише у випадку кристалів з дефектами декількох довільних типів, і тільки однорідно розподілених у кристалах. Але найбільша потреба багатопараметричної діагностики пов'язана з багатошаровими структурами, структурами зі складною коміркою, з неоднорідним розподілом концентрацій дефектів, тоді як теоретична основа обмежена лише випадком однорідного розподілу. Тому в даній роботі робиться спроба побудови такої теоретичної моделі, яка б дозволила створити багатопараметричну дифузнодинамічну комбіновану дифрактометрію багатошарових систем зі складною коміркою і дефектами декількох типів.

В попередніх роботах співробітників відділу теорії твердого тіла було побудовано модель дифузнодинамічної дифрактометрії в багатошарових системах з дефектами [3]. Проте вказана модель була обмежена можливістю розгляду лише одного випадку дифракції за Бреггом і тому не дозволяла проводити однозначну діагностику дефектів декількох типів у таких системах, тобто розв'язувати задачу однозначної багатопараметричної діагностики методом дифузнодинамічної комбінованої дифрактометрії. Для розв'язку такої задачі необхідно було побудувати аналогічні моделі, які ставали б придатними в усіх можливих для експериментальної реалізації умовах динамічної дифракції. З цієї причини представлена дисертаційна робота присвячена побудові саме таких моделей для багатошарових систем, в тому числі зі складною коміркою і дефектами в геометрії дифракції за Лауе як для прямого, так і для оберненого розсіяння, а також модифікованої моделі з урахуванням ефектів перерозсіяння між шарами для дифузної складової в геометрії дифракції за Бреггом для прямого та створення моделі для оберненого розсіяння, які були б придатними у граничних випадках як динамічно "тонких", так і "товстих" кристалів та в результаті створенню на цій базі основ і принципів багатопараметричної дифрактометрії таких гетеросистем зі складною багатошаровою структурою, що сьогодні найбільш актуально.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась в Інституті металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України і була складовою частиною науково-дослідної роботи за темами:

«Комплексний проект: Створення основ нових методів діагностики та моделювання наносистем» (затверджена Рішенням Президії НАН України від 21.02.2011 р. протокол №115, № держреєстрації 0110U004884); - (виконавець).

«Створення підрозділу дифузнодинамічної комбінованої дифрактометрії (ДДКД); станції ДДКД на синхротронному випромінюванні» (затверджена постановою Кабінету Міністрів України від 28.10.09 р. протокол №1231, розпорядження Президії НАН України від 20.08.10., №524, № держреєстрації 0110V006100); - (виконавець).

«Нове покоління рентгенодифракційної характеризації функціональних матеріалів та виробів нанотехнологій (дифузна динамічна комбінована дифрактометрія)» Програми розвитку співробітництва в сфері нанотехнологій між Міністерством освіти і науки України та Федеральним агентством з науки і інновацій Російської Федерації (затверджена Рішенням Державного агенства з питань науки, інновацій та інформатизації України від 24.06.2011р., договір №М/217-2011, № держреєстрації 0110U005925); - (виконавець).

Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи є створення основ неруйнівної багатопараметричної дифузнодинамічної комбінованої дифрактометрії параметрів структури багатошарових систем зі складною коміркою і характеристик дефектів декількох типів для кожного шару окремо.

Для досягнення цієї мети вирішувались наступні задачі:

Отримання рекурентних виразів для бреггівської складової розсіяння рентгенівських променів на багатошарових структурах з кількома типами дефектів у випадку геометрії розсіяння за Лауе як для прямого, так і для оберненого розсіяння, а також у геометрії за Бреггом для оберненого розсіяння.

Отримання виразів для дифузної складової розсіяння рентгенівських променів на багатошарових структурах з кількома типами дефектів з урахуванням ефектів перерозсіяння між шарами та екстинкції за рахунок дифузного розсіяння для випадків геометрії розсіяння за Лауе і за Бреггом як для прямого, так і для оберненого розсіяння.

Дослідження інформативних можливостей побудованої теоретичної моделі. багатопараметричний дифузнодинамічний дифрактометрія

Узагальнення отриманої теоретичної моделі на випадок систем з багатошаровою структурою та складним базисом.

Розробка принципів діагностики для багатопараметричних систем зі складною коміркою та багатошаровою структурою на базі дифузнодинамічної комбінованої дифрактометрії.

Об'єкт дослідження: дифракція бреггівських та дифузних хвиль у монокристалічних матеріалах та виробах нанотехнологій з дефектами.

Предмет дослідження: модель і метод дифузнодинамічної комбінованої дифрактометрії багатопараметричних систем з багатошаровою структурою, складною коміркою та дефектами декількох типів.

Методи дослідження: методи теоретичної фізики; методи обчислювальної фізики та комп'ютерного моделювання.

Наукова новизна роботи

1. Вперше для систем з багатошаровою структурою і дефектами декількох типів створено теоретичну модель дифузнодинамічної комбінованої дифрактометрії, що завдяки побудові для таких систем динамічної теорії і отриманню необхідних формул вперше для практично всіх випадків можливих дифракційних умов динамічного розсіяння дозволяє проводити багатопараметричну діагностику характеристик дефектів і параметрів цих систем шляхом одночасної комбінованої обробки кривих дифракційного відбиття, отриманих в різних умовах динамічної дифракції, зокрема, у випадках геометрії розсіяння за Лауе та за Бреггом як для прямого, так і для оберненого розсіяння, як для м'якого, так і для жорсткого рентгенівських випромінень, включаючи граничні випадки динамічно "тонкого" і "товстого" кристалів.

2. Вперше проведено узагальнення розробленої моделі дифузнодинамічної комбінованої дифрактометрії на випадок багатопараметричних систем зі складною коміркою та неоднорідним розподілом дефектів у поверхневому шарі, зокрема, для кристалів ґадоліній-ґалієвого ґранату , неодим-ґалієвого ґранату , залізо-ітрієвого ґранату Y3Fe5O12, а також монокристалічної плівки залізо-ітрієвого ґранату на підкладці ґадоліній-ґалієвого ґранату з профілем деформації у проміжному шарі.

3. На основі розроблених моделей для багатошарових систем з дефектами передбачено ефект виникнення за рахунок багатократності розсіяння у цих системах унікальної чутливості до характеристик дефектів змін кривих відбиття в залежності від умов динамічної дифракції. В результаті запропоновано і детально обґрунтовано радикально новий підхід і принципи дифузнодинамічної комбінованої діагностики таких систем за характером впливу дефектів не на саму картину розсіяння, а на її залежності від умов динамічної дифракції. При цьому встановлено також ефект впливу умов дифракції на вибірковість чутливості кривих відбиття до якогось одного із наявних типів дефектів і показано, що цей ефект додатково підвищує вказані унікальні чутливість та особливо інформативність діагностики.

4. В результаті запропоновано і розроблено новий метод дифузнодинамічної комбінованої дифрактометрії, що дозволив вирішити проблему однозначної багатопараметричної характеризації систем з багатошаровою структурою та складною коміркою.

Наукова й практична цінність роботи. В роботі створено фізичні основи принципово нового підходу до діагностики параметрів структури та характеристик дефектів систем із багатошаровою структурою та дефектами, у тому числі зі складною коміркою. Запропонований підхід дифузнодинамічної комбінованої дифрактометрії дозволяє радикально підвищити інформативність дифрактометрії та вирішити проблему однозначної багатопараметричної діагностики сучасних матеріалів і виробів нанотехнологій з дефектами.

Особистий внесок здобувача. Результати досліджень та висновки, що представлені в дисертації та виносяться на захист, отримано здобувачем особисто. А саме, здобувачем:

для систем з багатошаровою структурою і дефектами декількох типів побудовано теоретичні моделі дифузнодинамічної комбінованої дифрактометрії для випадків різних умов динамічної дифракції; проведено узагальнення розробленої моделі дифузнодинамічної комбінованої дифрактометрії на випадок багатопараметричних систем зі складною коміркою та неоднорідним розподілом дефектів у поверхневому шарі, а також монокристалічної плівки на підкладці з профілем деформації у проміжному шарі; показано наявність у багатошарових системах унікальної чутливості до характеристик дефектів змін кривих відбиття за рахунок переходів від одних умов динамічної дифракції до інших; встановлено ефект залежності від умов дифракції вибірковості чутливості кривих відбиття до якогось одного із наявних типів дефектів; запропоновано і розроблено новий метод дифузнодинамічної комбінованої дифрактометрії для багатопараметричної характеризації систем з багатошаровою структурою та складною коміркою.

Здобувач брав безпосередньо участь у підготовці наукових публікацій. У роботах, написаних у співавторстві, здобувачу належать результати, викладені в дисертації.

Апробація результатів дисертації:

Основні результати дисертації доповідалися й обговорювалися на:

Міжнародній конференції «Диффузное рассеяние на пучках синхротронного излучения» (Алушта, Крим, Україна, 1-5 вересня 2009);

VII Національній конференції "Рентгеновское, Синхротронное излучения, Нейтроны и Электроны для исследования наносистем и материалов. Нано-Био-Инфо-Когнитивные технологии" (Москва, Росія, 16-21 листопада 2009);

ІІ Міжнародній науковій конференції "Наноструктурные материалы - 2010: Беларусь - Россия - Украина" (Київ, Україна, 19-22 жовтня 2010);

наукових семінарах Інституту металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України;

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 9 статей у вітчизняних та закордонних наукових фахових журналах.

Структура та об'єм роботи. Дисертація складається із вступу, оглядового розділу, трьох оригінальних розділів і загальних висновків. Робота викладена на 155 сторінках і містить 34 таблиці, 31 рисунок і список літератури вітчизняних і закордонних авторів зі 180 найменувань.

СТРУКТУРА Й ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У Вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, висвітлено її зв'язок з науковими програмами, сформульовано мету й основні задачі дослідження, показано наукову новизну отриманих результатів та їх практичне значення, описано структуру й об'єм дисертації.

Перший розділ дисертації присвячено огляду наукових праць, які відображають стан розвитку динамічної теорії розсіяння рентгенівських променів у реальних недосконалих монокристалах. Розглядаються теоретичні моделі для випадків різних умов динамічної дифракції для монокристалів з дефектами. Наведені дані щодо рентгенодифрактометричних досліджень монокристалів гранатів.

Другий розділ дисертації присвячено розробці теоретичної моделі дифузнодинамічної комбінованої дифрактометрії, що завдяки побудові для таких систем динамічної теорії і отриманню необхідних формул вперше для практично всіх випадків можливих дифракційних умов динамічного розсіяння дозволяє проводити багатопараметричну діагностику характеристик дефектів і параметрів цих систем шляхом одночасної комбінованої обробки кривих дифракційного відбиття, отриманих в різних умовах динамічної дифракції, зокрема, у випадках геометрії розсіяння за Лауе та за Бреггом як для прямого, так і для оберненого розсіяння, як для м'якого, так і для жорсткого рентгенівських випромінень, включаючи граничні випадки динамічно "тонкого" і "товстого" кристалів. У зв'язку з цим у моделі передбачено та отримано вперше необхідні формули для кривих відбиття для випадків усіх зазначених умов динамічної дифракції.

Так, для когерентної складової розсіяння в геометрії дифракції за Лауе у випадку прямого розсіяння для багатошарової системи, що складається з М шарів на підкладці, вирази для коефіцієнтів відбиття і проходження отримано у вигляді:

,(1)

,(2)

де RM і TM -- відповідні коефіцієнти для одного верхнього шару у вакуумі, R0 і T0 -- для всієї системи з М шарів і підкладки, Rj і Tj -- для j-ого шару системи, rj і tj - відповідно коефіцієнти відбиття і проходження для ізольованого кристалічного j-ого шару у вакуумі, що визначаються за формулами:

,(3)

.(4)

Тут dj - товщина j-ого шару, а величини і задаються відповідно наступними виразами:

,(5)

,(6)

де , , ,

,(7)

-довжина екстинкції, - модуль хвильового вектора К плоскої хвилі, що падає на кристал, - довжина хвилі рентгенівського випромінення; С - поляризаційний множник, який приймає значення 1 або відповідно для у і р поляризацій; - параметр асиметрії дифракції, і - направляючі косинуси відповідно хвилі, що падає та дифрагованої, індекс визначає лист дисперсійної поверхні, який генерує відповідну бреггівську хвилю; - кут Брегга; - компоненти Фур'є поляризовності досконалого кристала (G=0,Н), Н - вектор оберненої гратниці, індекс j означає приналежність величини до j-ого шару.

Для дифузної компоненти диференційного коефіцієнту відбиття у цьому випадку дифракції для j-го шару багатошарової системи отримано:

(8)

де , , , , ,, , , , µ0і - коефіцієнт фотоелектричного поглинання, µds - коефіцієнт екстинкції за рахунок дифузного розсіяння, -- об'єм елементарної комірки в j-ому кристалічному шарі, а множник, який враховує аномальне поглинання, має вигляд:

.(9)

Для всієї системи:

,(10)

де -- дифузна компонента диференціального коефіцієнту відбиття для j-го шару.

Для геометрії дифракції за Бреггом у випадку прямого розсіяння рекурентні співвідношення між амплітудними коефіцієнтами відбиття сусідніх шарів мають вигляд [3]:

,(11)

де ,,, і - амплітуди прямих і дифрагованих хвиль в j-ому шарі.

Дифузна компонента диференційного коефіцієнта відбиття для j-го шару в цьому випадку знайдена у вигляді:

(12)

де , , , , а множник, що враховує аномальне поглинання, має вигляд:

.(13)

Нижче наведено отримані аналогічні вирази для випадку оберненого розсіяння, коли промінь падає не на верхній шар багатошарової структури, а на підкладку, тобто коли гетеросистема разом з підкладкою перевернуті. В цьому випадку вираз для бреггівської складової інтенсивності розсіяння в геометрії дифракції за Лауе представлено у вигляді:

або ,(14)

де R0 і T0 -- відповідні коефіцієнти для підкладки у вакуумі, RМ і TМ -- для всієї системи з М шарів і підкладки, Rj і Tj - для системи з j шарів і підкладки, а матриця розсіяння Pj знайдено у вигляді:

, (j=1, 2,…,M)(15)

Вираз для дифузної компоненти диференційного коефіцієнта відбиття для j-го шару багатошарової системи у випадку оберненого розсіяння в геометрії дифракції за Лауе отримано у вигляді:

, (16)

де вираз для набуває вигляду:

.(17)

Для випадку розсіяння в геометрії дифракції за Бреггом при оберненому розсіянні рекурентні співвідношення між амплітудними коефіцієнтами відбиття сусідніх шарів представляються у вигляді:

.(18)

Дифузну складову картини розсіяння у цьому випадку дифракції визначено виразом, аналогічним (12) із заміною і на відповідні вирази для випадку оберненого розсіяння при Брегг-дифракції, що представлені у вигляді:

,(19)

. (20)

Для системи, схема якої представлена на рис.1, що містить дефекти двох типів, а саме кластери з радіусом 2 нм і концентрацією n1=7Ч1016см-1, а також кластери з радіусом 6 нм і концентрацією n2=7Ч1015см-1, на основі створених моделей побудовані криві відбиття та їх когерентні і дифузні складові в різних умовах дифракції (рис.2). Ці криві демонструють суттєву залежність їх вигляду від умов



GaAs 10 нм Al0.3Ga0.7As 120 нм GaAs 150 нм GaAsN 24 нм КЯ In0,037Ga0,963As0,98N0,02 7,4 нм GaAsN 24 нм GaAs 175 нм Al0.3Ga0.7As 320 нм GaAs 150 нм Підкладка GaAs 350 мкм	дифракції. При цьому вперше встановлено принципові відмінності цих залежностей для кривих відбиття в цілому і для їх бреггівських та дифузних складових (усіх трьох кривих) між собою, що демонструють формули (1)-(20) на відміну від випадку кінематичного розсіяння, де це принципово не є можливим. Як буде показано нижче, цей ефект відмінності має унікальну чутливість до типу і характеристик дефектів та відіграє фундаментальну роль у радикальному підвищенні чутливості кривих відбиття при переході від
Рис.1 Схема багатошарової структури з квантовою ямою (КЯ) InGaAsN.

кінематичного до динамічного розсіяння, що і обґрунтовують побудовані моделі. Зокрема, формули (1)-(20) дозволили встановити, що цей ефект обумовлено принциповою різницею у проявах багатократності розсіяння для бреггівської і дифузної складових.

Третій розділ дисертації присвячено узагальненню отриманих теоретичних моделей на випадок систем з багатошаровою структурою, що мають складний базис, а саме, створенню теоретичної бази сучасної багатопараметричної кристалографії для реальних монокристалів зі складним базисом. Узагальнена модель враховує наявність різних структурних дефектів і дозволяє самоузгодженим чином описувати когерентну і дифузну складові дифракційних картин від таких кристалів. Для цього, зокрема, вперше розраховано комплексні структурні фактори і фур'є-компоненти поляризовності досконалих кристалів ґадоліній-ґалієвого, неодим-ґалієвого та залізо-ітрієвого ґранатів (, та Y3Fe5O12 відповідно) для набору рефлексів і двох характеристичних довжин хвиль рентгенівського випромінювання. Також встановлено необхідні для діагностики цих складних систем залежності їх дифракційних параметрів від концентрацій антиструктурних дефектів і вакансій.

а) б)

в) г)

Рис.2. Розрахункові криві дифракційного відбиття для багатошарової структури з квантовою ямою InGaAsN (рефлекс 004) для геометрії дифракції за Лауе у випадку прямого розсіяння (а) та у випадку оберненого розсіяння (б) (випромінення МоКб), а також для геометрії дифракції за Бреггом у випадку прямого розсіяння (в) та у випадку оберненого розсіяння (г) (випромінення СuКб). Нумерація 1,2 і 3 позначає, відповідно, розрахункові когерентну складову, дифузну складову і сумарну інтенсивність розсіяння.

Шляхом аналізу виміряних кривих дифракційного відбиття з використанням отриманих формул статистичної динамічної теорії дифракції в таких недосконалих кристалах встановлено характеристики мікродефектів кристалів ґадоліній-ґалієвого, неодим-ґалієвого та залізо-ітрієвого ґранатів, а також монокристалічної плівки залізо-ітрієвого ґранату (ЗІҐ) на підкладці ґадоліній-ґалієвого ґранату (ҐҐҐ) Gd3Ga5O12. При обробці виміряних кривих дифракційного відбиття виникла необхідність враховувати плавну зміну деформації по обидві сторони від межі між плівкою і підкладкою, а також в приповерхневій області плівки. Тому плівкова система була представлена у вигляді багатошарової системи. На рис.3 представлено знайдений профіль деформації в плівці залізо-ітрієвого ґранату та підкладці ґадоліній-ґалієвого ґранату.

Рис. 3. Профіль деформації в плівці залізо-ітрієвого ґранату і підкладці ґадоліній-ґалієвого ґранату.	На рис.4 представлені результати комбінованої обробки кривих дифракційного відбиття для двох рефлексів плівкової системи ЗІҐ/ҐҐҐ, що демонструють добру якість підгонки та дозволяють встановити кількісні характеристики мікродефектів (радіуси та концентрації сферичних кластерів і дислокаційних петель, див. Таблицю 1)

Рис. 4. Виміряні і теоретичні криві дифракційного відбиття (відповідно маркери і товсті суцільні лінії) для рефлексів ЗІҐ/ҐҐҐ (444) і (888), випромінювання CuK1. Тонкі суцільні і нумеровані штрихові лінії описують відповідно когерентні компоненти кривих дифракційного відбиття та внески дифузного розсіяння від дрібних (1) і крупних (2) дислокаційних петель і сферичних кластерів (3).

Таблиця 1

Характеристики дефектів у плівці ІЗҐ і підкладці ҐҐҐ.

Тип дефектів	Характеристики дефектів	Підкладка	Плівка
Дислокаційні петлі	Радіус, нм	90 5	5
	Концентрація,см-3	1.2·1012 1·1015	1·1015
Сферичні кластери	Радіус, нм	8	10
	Концентрація, см-3	1·1014	1·1014

у монокристалічній плівці ЗІҐ Y3Fe5O12 та у підкладці ҐҐҐ Gd3Ga5O12, а також параметри профілю деформації у перехідному шарі плівкової системи ЗІҐ/ҐҐҐ.

Четвертий розділ дисертації присвячено аналізу інформативних можливостей діагностики на основі побудованих теоретичних моделей та обґрунтуванню фізичних принципів створення багатопараметричної кристалографії для багатошарових систем. На рис. 5,6 і 7 представлено модельні криві дифракційного відбиття для багатошарової структури, яка схематично зображена на рис.1, в залежності від умов дифракції та окремих типів і характеристик дефектів.

Аналіз кривих відбиття, побудованих на основі створеної моделі та наведених на рпс.5, 6 та 7, дозволив встановити наступні нові ефекти у випадку динамічної дифракції в багатошарових системах з дефектами. Доведено, що криві відбиття, а також характер впливу дефектів на вигляд кривих (їх відмінність від кривих відбиття у випадку відсутності дефектів) залежать як від типу і характеристик дефектів, так і , на відміну від кінематичного розсіяння, від умов дифракції.

а)в)

б)г)

Рис.5. Розрахункові криві дифракційного відбиття для багатошарової структури (рефлекс 004) для геометрії дифракції за Лауе у випадку прямого розсіяння (а) і у випадку оберненого розсіяння (б), а також для геометрії дифракції за Бреггом у випадку прямого розсіяння (в) і у випадку оберненого розсіяння (г) (випромінення СuКб).Суцільна лінія відповідає випадку ідеального кристалу, штрихова - наявності малих кластерів (r1=2 нм, n1=6·1018см-1, LH=0,02), штрихпунктирна - наявності малих дислокаційних петель (r2=2 нм, n2=7·1016см-1, LH=0,02), пунктирна - великих кластерів (r3=200 нм, n3=2·109см-1, LH=0,02) і штрих-пунктир-пунктир - наявності великих дислокаційних петель (r4=200 нм, n4=7·1010см-1, LH=0,02); тонка суцільна лінія відповідає випадку ідеального кристалу з товщиною шару InGaAsN, збільшеною у 8 разів.

Встановлено, що саме виявлений взаємозв'язок залежностей від характеристик дефектів та від умов дифракції кривих відбиття і характеру впливу на них дефектів забезпечує радикальне підвищення при переході від кінематичної до динамічної дифракції чутливості та інформативності діагностики.

а)в)

б)г)

Рис.6. Те, що на рис.5, але для випромінення MoKб.

а)в)

б)г)

Рис.7. Те, що на рис.5, але для випромінення WКб.

При цьому вказані залежності виявились суттєво взаємозв'язаними, тобто зміни вигляду кривих відбиття і характеру впливу на них дефектів зі зміною умов дифракції залежать від типу і характеристик дефектів, а зміни кривих відбиття і характеру впливу на них дефектів зі зміною типу і характеристик дефектів залежать від умов дифракції.

При цьому запропоновано новий підхід в дифрактометрії, а саме діагностику не за характером впливу на криві відбиття типу і характеристик дефектів, а за чутливістю до типу і характеристик дефектів змін цього впливу в залежності від умов дифракції. Тобто забезпечено розширення функціональних можливостей діагностики на основі використання встановленого ефекту чутливості до типу і характеристик дефектів залежностей характеру впливу дефектів на криві відбиття від умов дифракції. Таким чином, рис.5, 6 і 7 наглядно демонструють обумовлене вказаним взаємозв'язком нове явище, що спостерігається як залежна від типу і характеристик дефектів багатообразність кривих відбиття при різних умовах динамічної дифракції. Така залежна від характеристик дефектів і їх типу багатообразність забезпечується зміною при переході від одних умов дифракції до інших механізмів багатократності розсіяння, що визначають вигляд кривих відбиття та забезпечують вказаний вище взаємозв'язок залежностей кривих відбиття від умов дифракції і від характеристик дефектів. При цьому встановлено, що, як демонструють рисунки, зміна умов дифракції дозволяє радикально (на порядки величини) підсилювати вплив дефектів певних типів на криві відбиття (на їх відмінності від кривих для випадку відсутності дефектів). При цьому такий вплив дефектів інших типів може в ряді випадків при певних значеннях їх характеристик практично повністю нівелюватися. Це і обумовлює можливість та доцільність комбінованого підходу, в якому забезпечується унікально чутлива і інформативна діагностика з керованими функціональними можливостями. А саме, з'являється можливість однозначно розв'язувати обернену задачу розсіяння при діагностиці багатопараметричних систем шляхом комбінованої обробки результатів цілеспрямовано вибраного набору необхідних вимірів кривих відбиття у різних умовах дифракції, який у цілому забезпечує достатню чутливість до всіх вимірюваних (шуканих) характеристик структури. Додатково для випадку одночасної присутності у системі двох типів дефектів проведено порівняльний аналіз чутливості кривих відбиття до різних структурних характеристик багатошарової системи та вибірковості чутливості до дефектів у різних умовах дифракції. В результаті встановлено ефект залежності від умов дифракції вибірковості чутливості кривих відбиття до якогось одного із наявних типів дефектів і показано, що цей ефект додатково підвищує виявлені унікальні чутливість та особливо інформативність діагностики.

З метою обґрунтування фізичних принципів однозначного розв'язку оберненої задачі розсіяння при діагностиці багатошарових наносистем, які містять одночасно дефекти декількох типів, розглянуто випадок наведеної вище багатошарової наносистеми, в підкладці якої одночасно присутні сферичні кластери двох розмірів з радіусом 2 нм і концентрацією 7·1016 см-1, а також з радіусом 6 нм і концентрацією 2 1015см-1. На рис.8 представлені результати діагностики характеристик дефектів вказаних двох типів (при фіксованих параметрах кластерів меншого розміру) для цієї системи на основі використання побудованих теоретичних моделей в чотирьох випадках умов динамічної дифракції (геометрії дифракції за Лауе і за Бреггом як для прямого, так і для оберненого розсіяння).

Рис.8. Результати діагностики характеристик дефектів підкладки багатошарової наносистеми. Круглі суцільні маркери відповідають наборам дефектів, що задовольняють криву відбиття для випадку прямого розсіяння в геометрії дифракції за Бреггом, квадратні маркери - наборам дефектів, що задовольняють одночасно криві відбиття як для випадку прямого розсіяння в геометрії дифракції за Бреггом, так і за Лауе, а трикутний маркер відповідає характеристикам того єдиного набору дефектів, який задовольняє всім чотирьом кривим відбиття.

В результаті показано, що лише комбінована обробка з використанням побудованих теоретичних моделей одночасно всіх чотирьох кривих відбиття, які можуть бути отримані експериментально у відповідних чотирьох розглянутих випадках динамічної дифракції, може дозволити розв'язати проблему однозначної багатопараметричної діагностики гетеросистем.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ І ВИСНОВКИ

В роботі побудовано ряд теоретичних моделей, встановлено принципово важливі для діагностики нові фізичні ефекти, на основі яких розроблено нові підхід та принципи для радикального підвищення чутливості та інформативності діагностики багатошарових систем. При цьому розроблено основи нового неруйнівного метода дифузнодинамічної комбінованої дифрактометрії, що дозволяє проводити характеризацію параметрів структури багатошарових систем зі складною коміркою і характеристик дефектів декількох типів для кожного шару окремо.

Зокрема, в дисертації вперше:

1.Для систем з багатошаровою структурою і дефектами декількох типів побудована теоретична модель дифузнодинамічної комбінованої дифрактометрії, що дозволяє проводити багатопараметричну діагностику характеристик дефектів і параметрів таких систем шляхом одночасної комбінованої обробки кривих дифракційного відбиття, отриманих в різних умовах динамічної дифракції, зокрема, у випадках геометрії розсіяння за Лауе та за Бреггом як для прямого, так і для оберненого розсіяння для м'якого та жорсткого рентгенівських випромінень. В тому числі:

отримано рекурентні вирази для бреггівської складової розсіяння рентгенівських променів на багатошарових структурах з кількома типами дефектів у випадку геометрії розсіяння за Лауе як для прямого, так і для оберненого розсіяння;

отримано вирази для дифузної складової розсіяння рентгенівських променів на багатошарових структурах з кількома типами дефектів з урахуванням ефектів перерозсіяння між шарами та екстинкції за рахунок дифузного розсіяння для випадків геометрії розсіяння за Лауе і за Бреггом як для прямого, так і для оберненого розсіяння.

2.Узагальнено отриману теоретичну модель на випадок систем з багатошаровою структурою, що мають складний базис, а саме, створено теоретичну базу сучасної багатопараметричної кристалографії для реальних монокристалів зі складним базисом, яка враховує наявність різних структурних дефектів і дозволяє самоузгодженим чином описувати когерентну і дифузну складові дифракційних картин від таких кристалів, зокрема:

розраховано комплексні структурні фактори і фур'є-компоненти поляризовності досконалих кристалів ґадоліній-ґалієвого, неодим-галієвого та залізо-ітрієвого гранатів (, та Y3Fe5O12 відповідно) для набору рефлексів і двох характеристичних довжин хвиль рентгенівського випромінювання;

встановлено необхідні для діагностики цих складних систем залежності їх дифракційних параметрів від концентрацій антиструктурних дефектів і вакансій;

в результаті, шляхом комбінованої обробки набору виміряних у різних умовах динамічної дифракції кривих дифракційного відбиття з використанням отриманих формул динамічної теорії дифракції для таких недосконалих кристалів встановлено характеристики як точкових дефектів, так і мікродефектів, та відповідні їм дифракційні параметри для кристалів ґадоліній-ґалієвого, неодим-галієвого та залізо-ітрієвого гранатів, для монокристалічної плівки залізо-ітрієвого ґранату на підкладці ґадоліній-ґалієвого ґранату, а також параметри профілю деформації для вказаної плівкової системи.

3.На основі розроблених моделей для багатошарових систем з дефектами передбачено ефект виникнення за рахунок багатократності розсіяння у цих системах унікальної чутливості до характеристик дефектів змін кривих відбиття в залежності від умов динамічної дифракції. В результаті запропоновано і детально обґрунтовано радикально новий підхід і принципи дифузнодинамічної комбінованої діагностики багатошарових систем з дефектами за характером впливу структурних характеристик не на саму картину розсіяння, а на її залежності від умов динамічної дифракції. При цьому розкрито фізичну природу встановленої структурної чутливості залежностей кривих відбиття від дифракційних умов, яка обумовлена при переході від кінематичної до динамічної дифракції появою за рахунок ефектів багатократності розсіяння взаємозв'язаних залежностей кривих відбиття від характеристик дефектів та умов дифракції. Крім того, встановлено ефект впливу умов дифракції на вибірковість чутливості кривих відбиття до якогось одного із наявних типів дефектів і показано, що цей ефект додатково підвищує виявлені унікальні чутливість та особливо інформативність діагностики. В результаті вирішена проблема однозначного розв'язку оберненої задачі розсіяння для багатопараметричних систем зі складною багатошаровою структурою.

На цій основі розроблено новий метод дифузнодинамічної комбінованої дифрактометрії для багатопараметричної характеризації систем з багатошаровою структурою та складною коміркою і дефектами.

СПИСОК ПУБЛІКАЦІЙ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ

Многопараметрическая диффузнодинамическая комбинированная дифрактометрия многослойных систем. І. Динамические модели в случаях геометрий дифракции по Лауэ и по Брэггу / С. В. Лизунова, В. Б. Молодкин, С. И. Олиховский, Е. С. Скакунова, В. В. Молодкин, В. В. Лизунов // Металлофиз. новейшие технол. -2011. -Т.33, №6. - С.791-805.

Многопараметрическая диффузнодинамическая комбинированная дифрактометрия многослойных систем. ІІ. Управляемый целенаправленными вариациями условий динамической дифракции эффект изменения избирательности чувствительности картины многократного рассеяния к дефектам различного типа в гетеросистемах / С. В. Лизунова, В. Б. Молодкин, С. И. Олиховский, Е. С. Скакунова, В. В. Молодкин, В. В. Лизунов // Металлофиз. новейшие технол. -2011. -Т.33, №7. - С.855-872.

Рентгенівська динамічна дифрактометрія дефектної структури монокристалів гранатів / В.М.Пилипів, Б.К.Остафійчук, Т.П.Владімірова, Є.М.Кисловський, В.Б.Молодкін, С.Й.Оліховський, О.В.Решетник, О.С.Скакунова, С.В. Лізунова // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології. - 2011. - Т.2, вип. 2. - С. 375-408.

Динамічна дифрактометрія структурних дефектів у монокристалі гранату Nd3Ga5O12 / Т.П.Владімірова, В.М.Пилипів, Б.К.Остафійчук, Є.М.Кисловський, В.Б.Молодкін, С.Й.Оліховський, О.С.Скакунова, О.В.Решетник, С.В. Лізунова // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології. - 2011. - Т.9, вип. 3. - С. 505-523.

Многообразность динамической картины рассеяния излучений монокристаллами с несколькими типами микродефектов / В.Б. Молодкин, А.П. Шпак, М.В. Ковальчук, В.Ф. Мачулин, И.М. Карнаухов, В.Л. Носик, А.Ю. Гаевский, В.П. Кладько, С.И. Олиховский, Е.Г. Лень, Б.В. Шелудченко, С.В. Лизунова, В.В. Молодкин, С.В. Дмитриев, В.В. Лизунов // Металлофиз. новейшие технол. -2011. -Т.33, №8. - С.1081-1108.

Физические основы многопараметрической кристаллографии: диагностика дефектов нескольких типов в монокристаллических материалах и изделиях нанотехнологий / В.Б. Молодкин, М.В. Ковальчук, В.Ф. Мачулин, Э.Х. Мухамеджанов, С.В. Лизунова, С.И. Олиховский, Е.Г. Лень, Б.В. Шелудченко, С. В. Дмитриев, Е.С. Скакунова, В.В. Молодкин, В.В. Лизунов, В.П. Кладько, Е.В. Первак // Успехи физ. мет. - 2011. - Т. 12. - С. 295-366.

Double- and triple crystal X-Ray diffractometry of microdefects in silicon / V.B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, Ye. M. Kyslovskyy, E.G.Len, O.V. Reshetnyk, T.P.Vladimirova, V.V. Lizunov, S.V. Lizunova // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics. - 2010. -V.13, No.4 - P.353-356.

Физические основы нового поколения диагностики -- многопараметрической кристаллографии дефектов в материалах и изделиях нанотехнологий, в частности, в кристаллах кремния // А.П. Шпак, М.В. Ковальчук, В.Б. Молодкин, П.К. Кашкаров, В.А. Бушуев, Ю.П. Хапачев, А.А. Дышеков, А.С. Ташилов, С.В. Лизунова, В.В. Лизунов, А.И. Низкова, Р.Н.Кютт, В.Л. Носик, Е.Г. Лень, В.В. Молодкин, И.М. Карнаухов // Актуальные вопросы современного естествознания. - 2011. - Вып. 9. - С. 45-71.

Динамічна дифрактометрія структурних дефектів і деформацій в ґранатовій плівковій системі Y3Fe5O12/Gd3Ga5O12 // В.М.Пилипів, С.Й.Оліховський, Т.П.Владімірова, О.С.Скакунова, В.Б.Молодкін, Б.К.Остафійчук, Є.М.Кисловський, О.В.Решетник, С.В.Лізунова, О.З. Гарпуль // Металлофиз. новейшие технол. -2011. -Т.33, №9. - С.1145-1166.

АНОТАЦІЇ

Лізунова С. В. Модель багатопараметричної дифузнодинамічної комбінованої дифрактометрії багатошарових систем зі складною коміркою і дефектами. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 - фізика твердого тіла. - Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова Національної академії наук України, Київ, 2011.

Для систем з багатошаровою структурою і дефектами декількох типів побудовано теоретичні моделі дифузнодинамічної комбінованої дифрактометрії для випадків різних умов динамічної дифракції, зокрема, в геометріях дифракції за Лауе і за Бреггом як для прямого, так і для оберненого розсіяння, придатних у цих умовах і у граничних випадках динамічно "товстих" і "тонких" кристалів, тобто м'якого і жорсткого випромінень. Проведено узагальнення розробленої моделі на випадок багатопараметричних систем зі складною коміркою та неоднорідним розподілом дефектів у поверхневому шарі, зокрема, для кристалів неодим-ґалієвого ґранату та монокристалічної плівки залізо-ітрієвого ґранату на підкладці ґадоліній-ґалієвого ґранату. На основі розроблених моделей передбачено ефект виникнення за рахунок багатократності розсіяння для таких систем унікальної чутливості до характеристик дефектів саме змін кривих відбиття в залежності від умов динамічної дифракції. При цьому встановлено також ефект залежності від дифракційних умов вибірковості чутливості кривих відбиття до якогось одного із наявних типів дефектів і показано, що цей ефект суттєво підсилює вказану унікальну чутливість та особливо інформативність діагностики. В результаті на основі цих моделей і ефектів запропоновано і розроблено новий метод дифузнодинамічної комбінованої дифрактометрії для багатопараметричної характеризації систем з багатошаровою структурою та складною коміркою і дефектами.

Ключові слова: динамічна дифракція, дифузне розсіяння, багатошарові структури з дефектами, комбінований підхід.

Лизунова С. В. Модель многопараметрической диффузнодинамической комбинированной дифрактометрии многослойных систем со сложной ячейкой и дефектами. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.07 - физика твердого тела. - Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной академии наук Украины, Киев, 2011.

В работе для систем с многослойной структурой и дефектами нескольких типов построены теоретические модели диффузнодинамической комбинированной дифрактометрии, учитывающие эффекты перерассеяния между слоями и экстинкции за счет диффузного рассеяния и описывающие кривые отражения для различных условий динамической дифракции, что позволяет проводить многопараметрическую диагностику характеристик дефектов и параметров таких систем путем одновременной комбинированной обработки кривых дифракционного отражения, полученных в различных условиях динамической дифракции, в частности, в случаях геометрий рассеяния по Лауэ и по Брэггу как для прямого, так и для обратного рассеяния, в предельных случаях динамически "толстых" и "тонких" кристаллов, т.е. мягкого и жесткого излучений.

Проведено обобщение разработанных моделей на случай многопараметрических систем, имеющих сложный базис и неоднородное распределение дефектов в поверхностном слое, в частности, рассчитано комплексные структурные факторы и фурье-компоненты поляризуемости идеальных кристаллов гадолиний-галиевого, неодим-галиевого и железо-итриевого гранатов (, и Y3Fe5O12 соответственно) для набора рефлексов и двух характеристических длин волн рентгеновского излучения, установлено необходимые для диагностики этих сложных систем зависимости их дифракционных параметров от концентраций антиструктурных дефектов и вакансий. В результате, путем комбинированной обработки набора измеренных в различных условиях динамической дифракции кривых дифракционного отражения, с использованием полученных формул разработанной теоретической модели установлены характеристики как точечных дефектов, так и микродефектов, и соответствующие им дифракционные параметры для кристаллов гадолиний-галиевого, неодим-галиевого и железо-итриевого гранатов и монокристаллической пленки железо-итриевого граната на подложке гадолиний-галиевого граната, а также параметры профиля деформации для указанной пленочной системы.

На основе построенных теоретических моделей проведен сравнительный анализ чувствительности и информативности диагностики дефектной структуры многослойных гетеросистем в геометриях дифракции по Лауэ и по Брэггу в случаях как прямого, так и обратного рассеяния в предельных случаях динамически "тонких" и "толстых" кристаллов для различных соотношений длин экстинкции и абсорбции. Показано, что кривые отражения а также характер влияния дефектов на вид кривых (их отличие от кривых отражения в случае отсутствия дефектов) зависят не только от типа и характеристик дефектов, но и, как оказалось в случае динамического рассеяния, от условий дифракции. При этом указанные зависимости оказываются существенно взаимосвязанными, т.е. изменение вида кривых отражения и характера влияния на них дефектов с изменением условий дифракции зависит от типа и характеристик дефектов, а изменение кривых отражения и характера влияния на них дефектов с изменением типа и характеристик дефектов зависит от условий дифракции. Именно обнаруженная взаимосвязь зависимостей от характеристик дефектов и от условий дифракции кривых отражения и характера влияния на них дефектов обеспечивает радикальное повышение при переходе от кинематической к динамической дифракции чувствительности и информативности диагностики. При этом обеспечивается возможность нового подхода в диагностике по характеру влияния дефектов не на сами кривые отражения, а на их изменение в зависимости от условий дифракции, т.е. использования установленного эффекта чувствительности к типу и характеристикам дефектов зависимостей кривых отражения от условий дифракции для расширения функциональных возможностей диагностики. Дополнительно наглядно продемонстрировано обусловленное указанной взаимосвязанностью явление зависящей от типа и характеристик дефектов многообразности кривых отражения при различных условиях динамической дифракции для многослойных систем с дефектами. Показано, что такая многообразность обеспечивается изменением при переходе от одних условий дифракции к другим определяющих вид кривых отражения механизмов многократности рассеяния, которые обеспечивают указанную выше взаимосвязь зависимостей кривых отражения от условий дифракции и от характеристик дефектов. При этом установлено, что изменение условий дифракции позволяет радикально (на порядки величины) усиливать влияние дефектов определенных типов на кривые отражения (на их отличия от кривых для случая отсутствия дефектов). В то же время такое влияние дефектов других типов может в ряде случаев при определенных значениях их характеристик практически полностью нивелироваться.

Проведен также сравнительный анализ информативности и чувствительности к структурным характеристикам многослойной системы для случая одновременного присутствия двух типов дефектов. При этом установлена возможность управления изменением избирательности чувствительности к дефектам различного типа при изменении условий дифракции, в частности, при изменении геометрии дифракции (по Лауэ или по Брэггу) для многослойных гетеросистем с дефектами. В результате обоснована возможность и целесообразность комбинированного подхода, в котором обеспечивается уникально чувствительная и информативная диагностика с управляемыми функциональными возможностями. А именно, появляется возможность однозначно решать обратную задачу рассеяния при диагностике многопараметрических систем путем комбинированной обработки результатов целенаправленно выбранного набора необходимых измерений кривых отражения в различных условиях дифракции, который в целом обеспечивает достаточную чувствительность ко всем измеряемым (искомым) характеристикам структуры.

Таким образом, разработаны основы нового неразрушающего метода диффузнодинамической комбинированной дифрактометрии, который позволяет проводить диагностику параметров структуры многослойных систем со сложной ячейкой и характеристик дефектов нескольких типов, одновременно присутствующих в кристалле, для каждого слоя отдельно. Предложенный подход позволяет решить проблему однозначной многопараметрической диагностики современных материалов и изделий нанотехнологий с дефектами.

Ключевые слова: динамическая дифракция, диффузное рассеяние, многослойные структуры с дефектами, комбинированный подход.

Lizunova S.V. The Base of Multiparametric Diffuse-Dynamical Combined Diffractometry of Multilayer Systems with Complex Cell and Defects. - Manuscript

Thesis for the degree of Candidate of Physical and Mathematical Sciences on speciality 01.04.07--solid state physics; G.V. Kurdyumov Institute for Metal Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine; Kyiv, 2011.

Theoretical models of the diffuse-dynamical combined diffractometry for cases of various dynamical diffraction conditions, particularly for Laue and Bragg diffraction geometry both straight and reverse scattering available in such cases and in the boundary cases both dynamically "thick" and "thin" crystal, that is for soft radiation and hard radiation correspondingly have been constructed for systems with multilayer structure and several type defects. The generalization of developed model for the case of multiparametric systems with complex cell and heterogeneous defect distribution in the surface layer has been carried out, particularly for neodymium gallium garnet crystal and the monocrystal yttrium iron garnet film on the gallium garnet substrate. The effect of an occurrence of to defect characteristics reflection curve changes depending on dynamical diffraction cases at the expense of scattering multiplicity have been prognosticated for such systems on the base of developed models. The effect of dependence selectivity of sensitivity for reflection curves to one of existing defect type on diffraction conditions has been ascertained also. It is shown that this effect heighten both the mentioned unique sensitivity and diagnostics informativity especially. As a result the new method of diffuse-dynamical combined diffractometry for multiparametric characterization of systems with multilayer structure and complex cell with defects have been proposed and developed on the base these models and effects.

Key words: dynamical diffraction, diffuse scattering, multilayer structure with defects, combined approach.

Размещено на Allbest.ru

...