Унікальна інформативність дифузної динамічної комбінованої дифрактометрії матеріялів та виробів нанотехнологій
А. П. Шпак$^{1}$, М. В. Ковальчук$^{2}$, І. М. Карнаухов$^{3}$, В. В. Молодкін$^{1}$, Є. Г. Лень$^{1}$, А. І. Нізкова$^{1}$, С. Й. Оліховський$^{1}$, Б. В. Шелудченко$^{1}$, Дж. Е. Айс$^{4}$, Р. І. Барабаш$^{4}$
$^1$Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^2$Інститут кристалографії ім. О.В. Шубнікова РАН, Ленінський просп., 59, 119333 Москва, РФ
$^3$Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України, вул. Академічна, 1, 61108 Харків, Україна
$^4$Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, 37831-6118 Tennessee, USA
Отримана: 26.05.2008. Завантажити: PDF
У роботі виконано детальну систематичну аналізу відкритого явища надзвичайної інформативности динамічної картини розсіяння у кристалах з дефектами, встановлено його фізичну природу та можливості практичного використання. Природа цього явища полягає в тім, що в кожнім з рефлексів картини розсіяння при переході від кінематичного до динамічного випадку починають принципово розріжнятися між собою залежності від умов динамічної дифракції Бреґґової та дифузної складових розсіяння, які завжди залишаються однаковими в кінематичній теорії. Ця принципова ріжниця є обумовленою суттєво ріжними значеннями фундаментальних величин факторів розсіяння для Бреґґової і дифузної складових та їх ріжним характером, а саме, для Бреґґової – це усереднені за конфіґураціями дефектів потенціяли розсіяння (періодичні), а для дифузної – флюктуації від середнього потенціялу (неперіодичні). Завдяки цьому відріжняються між собою і динамічні фактори Бреґґової та дифузної екстинкцій, а також інші закономірності прояву ефектів багатократности для Бреґґового та дифузного розсіянь. Встановлено аналітично характер зазначених залежностей, що забезпечило унікальну можливість керування внеском дифузної складової при незмінних характеристиках дефектної структури лише за рахунок цілеспрямованої зміни умов динамічної дифракції. Завдяки тому що вплив дефектів на Бреґґову і дифузну складові картини розсіяння має протилежний характер, тобто вони завжди збільшують дифузну складову, але зменшують Бреґґову, зазначене явище забезпечило можливість керованої зміни результуючого характеру впливу дефектів на картину розсіяння в цілому, за яким і виконується їх діягностика. Це обумовило суттєві зміни самих основ виконаної в рамках кінематичної теорії кількісної та якісної класифікації дефектів за їх впливом на картину розсіяння у випадку їх діягностики в умовах динамічної дифракції. Найбільш важливою перевагою динамічної дифракції виявилося те, що можливість керування внеском дифузної складової розсіяння шляхом цілеспрямованої зміни умов динамічної дифракції радикально підвищила інформативність та забезпечила принципово нові функціональні можливості динамічної дифрактометрії. Ця парадоксальна з точки зору традиційних уявлень інформативність є обумовленою можливістю лише при динамічній дифракції за рахунок зміни умов дифракції реалізувати та комбіновано (спільно) обробити необхідний повний набір незалежних дифракційних експериментів для одного зразка з фіксованою дефектною структурою з метою розв’язання оберненої задачі багатопараметричної діягностики матеріялів та виробів нанотехнологій з декількома типами дефектів. Таким чином, створено нове покоління кристалографії – дифузну динамічну комбіновану дифрактометрію (ДДКД) багатьох типів дефектів у монокристалах і гетерогенних системах.
Ключові слова: динамічна теорія розсіяння Рентґенових лучей, Рентґенова дифрактометрія, діягностика мікродефектів у кристалах, умови дифракції, комбінований підхід.
PACS: 07.85.-m, 61.10.-i, 61.72.Dd, 68.65.-k, 78.70.Ck, 81.07.-b, 81.70.Ex
Citation: A. P. Shpak, M. V. Koval’chuk, I. M. Karnaukhov, V. V. Molodkin, E. G. Len, A. I. Nizkova, S. J. Olikhovskii, B. V. Sheludchenko, G. E. Ice, and R. I. Barabash, Unique Informativity of the Diffuse Dynamical Combined Diffractometry of Materials and Products of Nanotechnologies, Usp. Fiz. Met., 9, No. 3: 305—356 (2008) (in Russian), doi: 10.15407/ufm.09.03.305