Випуски УФМ »  Том 10, випуск 3

Інтеґральна багатопараметрична дифрактометрія наносистем на основі ефектів багатократности дифузного розсіяння

А. П. Шпак$^{1}$, М. В. Ковальчук$^{2}$, В. Б. Молодкін$^{1}$, В. Л. Носик$^{2}$, С. В. Дмитрієв$^{1}$, Є. Г. Лень$^{1}$, С. Й. Оліховський$^{1}$, Г. І. Низкова$^{1}$, В. В. Молодкін$^{1}$, К. В. Первак$^{1}$, А. А. Катасонов$^{1}$, Л. И. Нінічук$^{1}$, А. В. Мельник$^{1}$

$^1$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

Отримана: 06.08.2009. Завантажити: PDF

В роботі викладено узагальнену динамічну теорію Бреґґового та дифузного розсіянь Рентґенових променів у кристалах з дефектами декількох типів. Розглянуто вирази для диференційної та інтеґральної інтенсивностей розсіяння, котрі пов’язують їх з характеристиками дефектів у кристалах, при дифракції як на відбиття, так і на проходження. Описано екстинкційні ефекти за рахунок розсіяння на дефектах без обмежень на їх розміри в когерентнім і дифузнім розсіяннях за малих і великих ефектів дифузної екстинкції для диференційного й інтеґральних коефіцієнтів та факторів екстинкції за рахунок багатократности розсіяння на флюктуаційних відхиленнях від періодичности кристалічних ґратниць. На основі побудованої динамічної теорії, у її порівнянні з кінематичною, створено нову фізичну концепцію, яка дозволила розкрити та детально проаналізувати фізичну природу відкритих явищ, що обумовлюють, з одного боку, принципове обмеження інформативности кінематичної картини розсіяння, а з іншого боку, радикальне підвищення інформативности картини динамічного розсіяння. Показано, що це підвищення інформативности обумовлене відкритим явищем дуже істотної залежности від умов дифракції характеру впливу дефектів на динамічну картину, що принципово не має місця в кінематичному випадку. Показано унікальні діягностичні можливості створеної інтеґральної дифузнодинамічної комбінованої дифрактометрії (ІДДКД), що обумовлені цим явищем та рядом наслідків із нього. Зокрема, показано якісно нові можливості здійснення вперше багатопараметричної діягностики матеріялів та виробів нанотехнологій. При цьому на основі побудованої теорії створено моделі високоінформативної ІДДКД для аналізи стрибків інтенсивностей поблизу $K$-краю вбирання та відхилів від Фрідельового закону, а також їх деформаційних і товщинних залежностей. Виконано експериментальну апробацію створених моделів.

Ключові слова: кристали з дефектами, когерентне та дифузне розсіяння, кінематична й динамічна картини розсіяння, неруйнівна багатопараметрична діягностика.

PACS: 07.85.Jy, 61.05.cc, 61.05.cf, 61.05.cp, 61.46.Hk, 61.72.Dd, 81.07.Bc

Citation: A. P. Shpak, M. V. Kovalchuk, V. B. Molodkin, V. L. Nosik, S. V. Dmitriev, E. G. Len, S. J. Olikhovskyi, G. I. Nyzkova, V. V. Molodkin, K. V. Pervak, A. A. Katasonov, L. I. Ninichuk, and A. V. Melnyk, Integral Multiparameter Diffractometry of Nanosystems on the Basis of Effects of Multiplicity of Diffuse Scattering, Usp. Fiz. Met., 10, No. 3: 229—281 (2009) (in Russian), doi: 10.15407/ufm.10.03.229

Цитована література (54)  
  1. W. C. Röntgen, Nobel Lectures. Physics 1901–1921 (Amsterdam: Elsevier Publishing Co.: 1967).
  2. M. Von Laue, Rontgenstrahlinterferezen (Leipzig: Akademishe Verlagsges: 1948), p. 410.
  3. C. Hammond, The Basics of Crystallography and Diffraction. 2nd Ed. (London: Oxford University Press: 2001), p. 320.
  4. R. W. James, Solid State Phys., 15: 55 (1963). Crossref
  5. B. W. Batterman and H. Cole, Rev. Mod. Phys., 36: 681 (1964). Crossref
  6. А. И. Ахиезер, И. Я. Померанчук, Некоторые вопросы теории ядра (ОГИЗ: 1948).
  7. M. A. Krivoglaz, X-Ray and Neutron Diffraction in Nonideal Crystals (Berlin: Springer: 1996), p. 466. Crossref
  8. В. Б. Молодкин, Е. А. Тихонова, ФММ, 24, № 3: 385 (1967).
  9. В. Б. Молодкин, ФММ, 25, № 3: 410 (1968).
  10. В. Б. Молодкин, ФММ, 27, № 4: 582 (1969).
  11. В. Б. Молодкин, Металлофизика, 2, № 1: 3 (1980).
  12. V. B. Molodkin, Phys. Metals, 3: 615 (1981).
  13. V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, and M. E. Osinovskii, Phys. Metals, 5: 1 (1984).
  14. V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, and M. E. Osinovskii, Phys. Metals, 5: 847 (1985).
  15. V. V. Kochelab, V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, and M. E. Osinovskii, Phys. Status Solidi A, 108, No. 1: 67 (1988). Crossref
  16. Л. И. Даценко , В. Б. Молодкин, М. Е. Осиновский, Динамическое рассеяние рентгеновских лучей реальными кристаллами (Киев: Наукова думка: 1988), с. 200.
  17. V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, E. N. Kislovskii, E. G. Len et al., Phys. Status Solidi B, 227, No. 2: 429 (2001). Crossref
  18. S. I. Olikhovskii, V. B. Molodkin, E. N. Kislovskii, E. G. Len et al., Phys. Status Solidi B, 231, No. 1: 199 (2002). Crossref
  19. С. И. Олиховский, В. Б. Молодкин, О. С. Кононенко, А. А. Катасонов и др., Металлофиз. новейшие технол., 29, № 7: 887 (2007).
  20. С. И. Олиховский, В. Б. Молодкин, О. С. Кононенко, А. А. Катасонов и др., Металлофиз. новейшие технол., 29, № 9: 1225 (2007).
  21. С. И. Олиховский, В. Б. Молодкин, А. И. Низкова, О. С. Кононенко и др., Металлофиз. новейшие технол., 29, № 10: 1333 (2007).
  22. В. Б. Молодкин, А. И. Низкова, А. П. Шпак, В. Ф. Мачулин и др., Дифрактометрия наноразмерных дефектов и гетерослоев кристаллов (Киев: Академпериодика: 2005).
  23. V. B. Molodkin, M. V. Kovalchuk, A. P. Shpak, S. I. Olikhovskii et al. Diffuse Scattering and the Fundamental Properties of Materials (New Jersey: Momentum Press: 2009), p. 401.
  24. А. П. Шпак, М. В. Ковальчук, И. М. Карнаухов, В. В. Молодкин и др., Успехи физ. мет., 9, № 3: 305 (2008). Crossref
  25. А. П. Шпак, М. В. Ковальчук, Г. І. Низкова, І. В. Гінько та ін., Спосіб багатопараметричної структурної діагностики монокристалів з декількома типами дефектів (Патент України № 36075) (Зареєстровано в Державному реєстрі патентів України на винаходи 10 жовтня 2008).
  26. А. Н. Багов, Ю. А. Динаев, А. А. Дышеков, Т. И. Оранова и др., Рентгенодифракционная диагностика упруго-напряженного состояния наногетероструктур (Нальчик: Каб.-Балк. ун-т: 2008), с. 206.
  27. A. P. Shpak, V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, Ye. M. Kyslovskyy et al., Phys. Status Solidi A, 204, No. 8: 2651 (2007). Crossref
  28. V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, E. N. Kislovskii, I. M. Fodchuk et al., Phys. Status Solidi A, 204, No. 8: 2606 (2007). Crossref
  29. З. Г. Пинскер, Рентгеновская кристаллооптика (Москва: Наука: 1982).
  30. Е. А. Тихонова, ФТТ, 9, № 2: 516 (1967).
  31. P. H. Dederichs, Phys. Rev. B, 1, No. 4: 1306 (1970). Crossref
  32. В. В. Немошкаленко, В. Б. Молодкин, С. И. Олиховский, Е. Н. Кисловский и др., Металлофиз. новейшие технол., 22, № 2: 51 (2000).
  33. С. Й. Оліховський, Є. М. Кисловський, В. Б. Молодкін, Є. Г. Лень та ін., Металлофиз. новейшие технол., 22, № 6: 3 (2000).
  34. В. Г. Барьяхтар, Е. Н. Гаврилова, В. Б. Молодкин, С. И. Олиховский, Металлофизика, 14, № 11: 68 (1992).
  35. V. V. Nemoshkalenko, V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, M. V. Kovalchuk et al., Nucl. Instrum. and Meth. in Physics Research A, 308, № 1: 294 (1991). Crossref
  36. В. Б. Молодкин, С. И. Олиховский, С. В. Дмитриев, Е. Г. Лень и др., Металлофиз. новейшие технол., 28, № 7: 953 (2006).
  37. В. Б. Молодкин, С. В. Дмитриев, Е. В. Первак, А. А. Белоцкая и др., Металлофиз. новейшие технол., 28, № 8: 1047 (2006).
  38. А. П. Шпак, В. Б. Молодкин, С. В. Дмитриев, Е. В. Первак и др., Металлофиз. новейшие технол., 30, № 9: 1189 (2008).
  39. Л. И. Даценко, Е. Н. Кисловский, УФЖ, 20, № 5: 810 (1975).
  40. L. I. Datsenko, E. N. Kislovsky, and I. V. Prokopenko, УФЖ, 22: 513 (1977).
  41. В. Б. Молодкин, Г. И. Гудзенко, С. И. Олиховский, М. Е. Осиновский, Металлофизика, 5, № 3: 10 (1983).
  42. В. Б. Молодкин, С. И. Олиховский, М. Е. Осиновский, А. Н. Гуреев и др., Металлофизика, 6, № 2: 18 (1984).
  43. В. Б. Молодкин, С. И. Олиховский, М. Е. Осиновский, А. Н. Гуреев и др., Металлофизика, 6, № 3: 105 (1984).
  44. V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, M. E. Osinovskii, A. N. Gureev et al., Phys. Status Solidi A, 87, No. 2: 597 (1985). Crossref
  45. V. V. Nemoshkalenko, V. B. Molodkin, E. N. Kislovskii, and M. T. Kogut, Металлофизика, 16, № 2: 48 (1994).
  46. А. П. Шпак, В. Б. Молодкин, А. И. Низкова, Успехи физ. мет., 5, № 1: 51 (2004).
  47. А. И. Низкова, В. Б. Молодкин, И. А. Московка, Металлофиз. новейшие технол., 26, № 6: 783 (2004).
  48. А. П. Шпак, В. Б. Молодкин, А. И. Низкова, Успехи физ. мет., 5, № 1: 51 (2004).
  49. В. Б. Молодкин, В. В. Немошкаленко, А. И. Низкова, С. И. Олиховский и др., Металлофиз. новейшие технол., 22, № 3: 3 (2000).
  50. В. Б. Молодкин, С. И. Олиховский, С. В. Дмитриев, Е. Г. Лень и др., Металлофиз. новейшие технол., 27, № 12: 1659 (2005).
  51. V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, E. N. Kislovskii, T. P. Vladimirova et al., Phys. Rev. B, 78: 224109 (2008). Crossref
  52. А. П. Шпак, В. Б. Молодкин, М. В. Ковальчук, В. Л. Носик и др., Металлофиз. новейшие технол., 31, № 5: 615 (2009).
  53. А. П. Шпак, В. Б. Молодкин, М. В. Ковальчук, В. Л. Носик и др., Металлофиз. новейшие технол., 31, № 7: 927 (2009).
  54. А. П. Шпак, В. Б. Молодкин, М. В. Ковальчук, В. Л. Носик и др., Металлофиз. новейшие технол., 31, № 8: 1041 (2009).
Цитується (2)
  1. V. B. Molodkin, A. P. Shpak, M. V. Kovalchuk, V. L. Nosik et al., Crystallogr. Rep. 55, 1122 (2010).
  2. V. B. Molodkin, M. V. Kovalchuk, V. F. Machulin, Eh. H. Muhamedjanov et al., Usp. Fiz. Met. 12, 295 (2011).

© 2013–2018 «ІМФ НАН України»