Численное моделирование рентгеновской секционной топографии газовых пор в кристалле карбида кремния

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Впервые представлены результаты компьютерного моделирования изображений газовых пор в кристалле карбида кремния на секционных топограммах, т.е. при дифракции узкого пучка рентгеновских лучей в кристалле. Для этого использовался специальный модуль универсальной компьютерной программы XRWP, которую разрабатывает автор для расчетов эффектов когерентной рентгеновской оптики. Метод расчета сочетает в себе два ранее известных метода, а именно метод преобразования Фурье (метод Като) и метод решения уравнений Такаги–Топена. Показано, что газовые поры могут создавать самые разнообразные изображения в зависимости от условий эксперимента и положения поры внутри кристалла.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Г. Кон

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Автор, ответственный за переписку.
Email: kohnvict@yandex.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Kato N., Lang A.R. // Acta Cryst. 1959. V. 12. P. 787. https://doi.org/10.1107/S0365110X61001625
  2. Kato N. // Acta Cryst. 1961. V. 14. P. 627. https://doi.org/10.1107/S0365110X61001947
  3. Takagi S. // Acta Cryst. 1962. V. 15. P. 1611. https://doi.org/10.1107/S0365110X62003473
  4. Taupin D. // Acta Cryst. 1967. V. 23. P. 25. https://doi.org/10.1107/S0365110X67002063
  5. Gronkowski J. // Phys. Rep. 1991. V. 206. P. 1. https://doi.org/10.1016/0370-1573(91)90086-2
  6. Суворов Э.В., Смирнова И.А. // Успехи физ. наук. 2015. Т. 185. С. 897. https://doi.org/10.3367/UFNr.0185.201509a.0897
  7. Шульпина И.Л., Суворов Э.В., Смирнова И.А. и др. // ЖTФ. 2022. Т. 92. С. 1475. https://doi.org/10.21883/JTF.2022.10.53240.23-22
  8. Аргунова Т.С., Кон В.Г. // Успехи физ. наук. 2019. Т. 189. С. 643. https://doi.org/10.3367/UFNr.2018.06.038371
  9. Argunova T.S., Kohn V.G., Lim J.-H. et al. // Materials (MDPI). 2023. V. 16. P. 6589. https://doi.org/10.3390/ma16196589
  10. Argunova T.S., Kohn V.G., Lim J.-H. et al. // J. Surf. Invest.: X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 2023. V. 17. Suppl. 1. P. S20. https://doi.org/10.1134/S1027451023070030
  11. Cooley J.W., Tukey J.W. // Math. Comput. 1965. V. 19. P. 297.
  12. Кон В.Г. Программа XRWP. http://xray-optics.ucoz.ru/XR/xrwp.htm
  13. Кон В.Г. http://xray-optics.ucoz.ru/XR/xrwp-equations.pdf
  14. Кон В.Г. // Кристаллография. 2023. Т. 68. С. 196. https://doi.org/10.31857/S002347612302008X
  15. Кон В.Г., Смирнова И.А. // Кристаллография. 2022. Т. 67. С. 185. https://doi.org/10.31857/S0023476122020084
  16. Кон В.Г. Онлайн-программа https://kohnvict.ucoz.ru/jsp/3-difpar.htm
  17. Authier A. // Dynamical Theory of X-ray Diffraction. 3rd ed. Oxford University Press, 2005. 696 p.
  18. Pinsker Z.G. // Dynamical Scattering of X-Rays in Crystals. Springer-Verlag, 1978. 390 p.
  19. Afanasev A.M., Kohn V.G. // Acta Cryst. A. 1971. V. 27. P. 421.
  20. Афанасьев А.М., Кон В.Г. // ФТТ. 1977. Т. 19. С. 1775.
  21. Snigirev A., Kohn V., Snigireva I. et al. // Nature. 1996. V. 384. P. 49.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема численного эксперимента и иллюстрация метода расчета: 1 – щель, 2 – кристалл, содержащий газовую пору, 3 – детектор. Кристалл разделен на три слоя: слой перед порой; слой, включающий пору; слой после поры.

Скачать (163KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Слой кристалла, содержащий дефект. Каждая точка на входе является источником возмущений внутри треугольника Бормана с углом 2B при вершине. Соответственно, прямоугольная область искажает волновую функцию пучков на выходе в области w2. Для правильного расчета этой области методом уравнений Такаги–Топена необходимо знать волновые функции в области w1.

Скачать (171KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость относительной интенсивности от толщины кристалла вдоль центральной линии на секционной топограмме. Первый максимум обрезан, реально он в 6 раз выше.

Скачать (172KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Серия из четырех секционных топограмм, вычисленных при следующих значениях параметров: энергия фотонов E = 17.479 кэВ, ширина щели S1 = 1 мкм, z1 = 5 см, t1 = 319, t2 = 0, 20, 100, 200 мкм, z2 = 0, D = 18 мкм. Порядок изменения t2 сверху вниз.

Скачать (205KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Серия из четырех секционных топограмм, вычисленных при тех же значениях параметров, что и на рис. 4, и t1 = 303 мкм. Порядок изменения t2 сверху вниз.

Скачать (203KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024