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 Доступ платный или 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