Інтеґральна дифрактометрія нанорозмірних дефектів у пружньо зігненому монокристалі

А. П. Шпак, В. Б. Молодкін, А. І. Нізкова

Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Отримана: 29.12.2003. Завантажити: PDF

З метою створення нових високоінформативних методів діягностики випадково розподілених нанорозмірних дефектів (ВРНД), які не можна спостерігати традиційними неруйнівними методами, такими, як Рентґенова топографія, для якої такі нанорозмірні в одному з вимірів або в усіх трьох вимірах дефекти виявляються за межами чутливості методу, розроблено фізичні основи методу деформаційних залежностей повної інтеґральної відбивної здатности (ПІВЗ), яка виявилася унікально чутливою до СНРД. Вперше теоретично і експериментально доведено наявність залежностейвід однорідної пружної макроскопічної деформації інтеґральної інтенсивності дифузного розсіювання, екстинкційних факторів чи коефіцієнтів екстинкції, обумовлених розсіюванням на дефектах, як для когерентної ($\mu_{ds}$), так і для дифузної ($\mu^{*}$) складових ПІВЗ та ефективного статичного ds фактору Дебая–Валлера, показник якого вважається пропорційним до інтеґральної інтенсивності дифузного розсіювання. Встановлено природу можливих механізмів як адитивного, так і неадитивного впливу пружних деформацій (ПД) та ВРНД в об’ємі динамічно розсіювального монокристалу на величину ПІВЗ при різному ступені асиметрії відбиттів, яка дозволяє суттєво посилювати ефект впливу ПД на ПІВЗ. Показано, що неадитивність сумісного впливу ВРНД і ПД на величину ПІВЗ Ляве-рефлексів свідчить про суттєву роль ефектів екстинкції через розсіювання на ВРНД та про відносне зростання їх впливу на ПІВЗ при зростанні ПД, що забезпечується, наприклад, присутністю в досліджуваному монокристалі крупних у двох вимірах ВРНД, вплив яких на величину ПІВЗ виявляється за вказаними причинами порівнюваним із впливом пружної деформації при будь-якій силі вигинання та при будь-якому ступені асиметрії Ляве-рефлексів, що використовуються. Дрібні дефекти при звичайно достатньо низьких їх концентраціях через слабкий прояв для них вказаних екстинкційних ефектів призводять до адитивного впливу ВРНД і ПД на ПІВЗ при будь-якому ступені асиметрії відбиттів. Доведено можливість розділення впливу на ПІВЗ ВРНД і ПД шляхом факторизації виразів для ПІВЗ на множники, що залежать тільки від ВРНД і тільки від ПД. В тому числі вперше деформаційні поправки до факторів екстинкції деформаційних залежностей Бреґґової та дифузної складових ПІВЗ пружно вигнутих монокристалів з мікродефектами феноменологічно також факторизовано на множники, що залежать тільки від ВРНД і тільки від ПД. При цьому знайдено в явному вигляді залежність вказаних поправок від характеристик ВРНД. Це вперше забезпечило можливість адекватного кількісного визначення характеристик ВРНД шляхом припасовування теоретичних і експериментальних деформаційних залежностей ПІВЗ.

Ключові слова: Рентґенові промені, Лауе-дифракція, монокристал, мікродефект, пружний згин.

PACS: 61.10.Dp, 61.10.Kw, 61.46.+w, 61.72.Dd, 61.72.Ff, 81.70.Ex

Citation: A. P. Shpak, V. B. Molodkin, and A. I. Nizkova, Integral Diffractometry of Nanoscale Defects in an Elastically-Bent Single Crystal, Usp. Fiz. Met., 5, No. 1: 51—86 (2004) (in Russian), doi: 10.15407/ufm.05.01.051


Цитована література (27)  
  1. N. Kato, J. Phys. Soc. Jap., 19, No. 6: 971 (1964). Crossref
  2. F. N. Chukhovskii and P. V. Petrashen, Acta crystallogr. A, 33, No. 2: 311 (1977). Crossref
  3. N. Kato, X-Ray Diffraction (Eds. L. V. Azaroff, R. Karlow, N. Kato et al.) (New York: John Wiley: 1974).
  4. Z. N. Kalman and S. Weissmann, J. Appl. Crystallogr., 12, No. 2: 209 (1979). Crossref
  5. В. И. Хрупа, Е. Н. Кисловский, Л. И. Даценко, Металлофизика, 2, № 4: 55 (1980).
  6. В. И. Хрупа, Л. И. Даценко, Е. Н. Кисловский, А. С. Васильковский, Металлофизика, 6, № 6: 70 (1984).
  7. V. I. Khrupa, E. N. Kislovskii, and L. I. Datsenko, Phys. Status Solidi, 63, No. 1: 439 (1981). Crossref
  8. Y. Matsushita, S. Kishino, and M. Kanamori, Jap. J. Appl. Phys., 19, No. 2: L101 (1980). Crossref
  9. Л. И. Даценко, В. Б. Молодкин, М. Е. Осиновский, Динамическое рассеяние рентгеновских лучей реальными кристаллами (Киев: Наук. думка, 1988).
  10. V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, M. E. Osinovskii et al., Phys. Status Solidi A, 87, No. 2: 597 (1985). Crossref
  11. В. И. Кушнир, Э. В. Суворов, К. Ю. Мухин, ФТТ, 22, № 7: 2435 (1980).
  12. L. I. Datsenko and E. N. Kislovskii, Phys. Status Solidi, 25, No. 2: 551 (1974). Crossref
  13. П. В. Петрашень, Металлофизика, 8, № 1: 35 (1986).
  14. П. В. Петрашень, Ф. Н. Чуховский, Металлофизика, 8, № 3: 45 (1986).
  15. В. В. Николаев, С. И. Олиховский, М. Е. Осиновский, В. Н. Хрупа, Металлофизика, 11, № 2: 52 (1989).
  16. Г. В. Гринь, Е. Н. Кисловский, П. В. Петрашень, А. Ю. Разумовский, Металлофизика, 12, № 5: 113 (1990).
  17. Е. Н. Кисловский, Л. И. Даценко, В. Б. Молодкин и др., Металлофизика, 12, № 6: 37 (1990).
  18. В. Б. Молодкин, В. В. Немошкаленко, А. И. Низкова и др., Металлофиз. новейшие технол., 22, № 3: 3 (2000).
  19. A. Borghesi, B. Pivac, A. Sassela, and A. Stella, J. Appl. Phys., 77, No. 9: 4169 (1995). Crossref
  20. A. N. Kostyuk, V. B. Molodkin, and S. I. Olikhovskii, Phys. Status Solidi B, 178, No. 1: 45 (1993). Crossref
  21. V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, and A. N. Kostyuk, Phys. Status Solidi B, 183, No. 1: 59 (1993). Crossref
  22. В. Б. Молодкин, С. И. Олиховский, А. Н. Костюк, Л. Г. Ткачук, Металлофиз. новейшие технол., 23, № 7: 861 (2001).
  23. В. Б. Молодкин, А. И. Низкова, С. И. Олиховский и др., Металлофиз. новейшие технол., 25, № 1: 107 (2003).
  24. S. M. Hu, Appl. Phys. Lett., 48, No. 2: 115 (1986). Crossref
  25. В. Б. Молодкин, А. И. Низкова, С. И. Олиховский и др., Металлофиз. новейшие технол., 24, № 11: 1483 (2002).
  26. F. M. Livingston, S. Messoloras, R. C. Newman, B. C. Pike, R. J. Stewart, W. J. Binns, W. P. Brown, and J. G. Wilkes, J. Phys., 17: 6253 (1984).
  27. В. Б. Молодкин, А. И. Низкова, И. И. Рудницкая и др., Металлофиз. новейшие технол., 25, № 11: (2003).
Цитується (5)
  1. V. B. Molodkin, H. I. Nizkova, Ye. I. Bogdanov, S. I. Olikhovskii et al., Usp. Fiz. Met. 18, 177 (2017).
  2. V. V. Lizunov, V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, S. V. Lizunova et al., Metallofiz. Noveishie Tekhnol. 37, 265 (2016).
  3. A. P. Shpak, M. V. Kovalchuk, V. B. Molodkin, V. L. Nosik et al., Usp. Fiz. Met. 10, 229 (2009).
  4. V. B. Molodkin, M. V. Kovalchuk, V. F. Machulin, Eh. H. Muhamedjanov et al., Usp. Fiz. Met. 12, 295 (2011).
  5. A. P. Shpak, M. V. Koval’chuk, I. M. Karnaukhov, V. V. Molodkin et al., Usp. Fiz. Met. 9, 305 (2008).