Katta energiyali difraksiya usuli bilan epitaksial plyonkalarning

3.5. Katta energiyali difraksiya usuli bilan epitaksial plyonkalarning
kristall tuzilishi haqida ma’lumot olish to‘g‘risidagi umumiy ko‘rsatmalar
Yupqa plyonkalar olishda, ayniqsa, epitaksial plyonkalar olishda, ularning
tarkibidan tashqari kristall tuzilishi haqida axborot olish eng asosiy masaladir.
Qalinligi 10-20 YE dan 100-200 YE gacha bo‘lgan plyonkalarning kristall tuzilishi
haqida katta energiyali elektronlar difraksiyasi usuli eng qulaydir.
KEED usulida qanday qalinlikni aniqlashga qarab elektronlarning energiyasi
10-15 keV dan 90-100 keV gacha o‘zgarishi mumkin. 3.13 – rasmda KEED
qurilmasining chizmasi keltirilgan. Qurilma quyidagi asosiy qismlardan tashkil
topgan: elekronlar energiyali oqimi, lyuminaforli ekran, mishen, mishen yuzasida
plyonka hosil qilish uchun bug‘lantiradigan materiallar manbai. Yaxshi
fokuslangan monoenergetik elektronlar elektron energiyali oqimi mishen yuzasiga
2-100 burchak ostida sirpanib tushadi, yuza va yuza osti qatlamlardagi panjara
atomlarida sochiladi. KEED usulida elektronlarning D-Broyl to‘lqin uzunligi
)
(
4
.
12
0
кэВ
E
A
qattiq jism panjarasi doimiysiga (
а
1Е) yaqin bo‘lganligi
uchun elektronlarning panjaradagi difraksiyasi uchun Laue sharti bajariladi. Uch
o‘lchamli difraksiya uchun Laue tenglamalari quyidagicha yoziladi:
,
sin
,
sin
,
sin
к
a
m
a
n
a
к
z
m
y
n
x
(3.14)
bu yerda:
а
х
, а
y
, a
z
– panjara doimiylar;
n
,
m
,
к
– elektronlarning sochilish
burchaklari;
n, m, к
– butun sonlar.
85
3.13–rasm. Katta energiyali elektronlarning difraktometri:1 – elektron
energiyali oqimi; 2–elektron tokni ta’minlavchi tizim;3 – mishen; 4 –
lyuminaforli ekran;5 – elektronlar dastasi;6 – elastik qaytgan elektronlar;7 –
bug‘lantiruvchi modda.
Difraksiyalanib sochilgan elektronlar lyuminaforli ekranda interferension
manzara hosil qiladi. Bu manzara yordamida sirtining kristall holati to‘g‘risida
ma’lumot olinadi. Difraksion maksimumlarning davriyligi vektor holda beriladi.
Bu vektor yo‘nalishi bo‘yicha atomlar zanjirining translyatsion vektori bilan
ustma-ust tushadi va kattaligi jihatidan atomlar orasidagi masofaga teskari
proporsional bo‘ladi. Difraksion reflekslar orasidagi masofa atomlarning
ekvivalent qatorlari orasidagi masofa bilan quyidagicha bog‘lanadi:
d
x = L
(3.15)
Bu yerda: L – mishen va ekran orasidagi masofa;
- elektronlarning to‘lqin
uzunligi;
x – ekrandagi reflekslar orasidagi masofa; d – tushayotgan elektronlar
nurining yo‘nalishiga parallel bo‘lgan yuza atomlarining ekvivalent qatorlari
orasidagi masofa.
Elektronlarning fiksatsiyalangan energiyasida eksperiment olib borib
muayyan qurilma uchun L
kattalikni panjara doimiysi ma’lum bo‘lgan
86
monokristallga nisbatan kalibrovkalab olish mumkin. Shu yo‘l bilan panjara
doimiysini 10
-3
aniqlikda o‘lchash mumkin bo‘ladi.
KEED kartinalarini quyidagi prinsplarga asosan ajratish mumkin (3.14-
rasm):
1.
Agar elekronogrammada (KEED kartinada) bittagina katta yorug‘ fon
kuzatilsa, bunday plyonka amorf bo‘ladi;
2.
Agar elekronogrammalarda konsentrik aylanalar paydo bo‘lsa, u
polikristallga o‘ta boshlaydi, konsentrik aylanalarning o‘zi bo‘lsa, to‘liq
polikristal bo‘ladi.
3.
Agar konsentrik aylanalarda vertikal chiziqlar paydo bo‘la boshlasa,
tekstura hosil bo‘ladi, ya’ni monokristallga o‘ta boshlaydi.
Agar konsentrik aylanalar tamoman yo‘qolib, vertikal chiziqlar yoki
nuqtalar hosil bo‘lsa, to‘liq monokristall hosil bo‘ladi. Agar plyonkaning hamma
qatlamlarida kristall panjara doimiysi bir xil bo‘lsa, alohida nuqtalar yoki chiziqlar
paydo bo‘ladi, bir xillikdan chetga chiqilsa, qo‘sh chiziqchalar paydo bo‘ladi.
Monokristallar uchun elektronogrammalardan foydalanib plyonka kristall
panjarasining turini (geksogonal, tetrogonal, kubik va boshqalar) va panjara
kattaliklarini
aniqlash
mumkin.
Monokristall
va
polikristallarning
elektronogrammalaridan foydalanib har xil qirralar uchun qirralararo masofalarni
aniqlash mumkin:
d
a
h
k
l
hkl
2
2
2
. (3.16)
Bu formula kubik panjara uchun o‘rinli, d
hkl
- qirralar orasidagi masofa, a –
panjara doimiysi, h, k, l - Miller indekslarining qiymatlari. Masalan, (111) qirra
uchun h=1, k=1, l=1.
|