Нові підходи та можливості динамічної дифрактометрії недосконалостей багатопараметричних систем

В. В. Лізунов, В. Б. Молодкін, С. В. Лізунова, М. Г. Толмачев, О. С. Скакунова, С. В. Дмітрієв, Б. В. Шелудченко, С. М. Бровчук, Л. М. Скапа, Р. В. Лехняк, В. В. Молодкін, К. В. Фузік

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

Отримана: 07.06.2014. Завантажити: PDF

Роботу присвячено обговоренню відкритого авторами, невідомого раніше явища підсилення на кілька порядків величини прояву дефектів у статистичній картині багаторазового розсіяння, можливостей використання цього явища, а також встановленої авторами його дисперсійної природи. Відзначається, що на відміну від статистичної кінематичної теорії (наближення одноразового розсіяння), в якій дефекти проявляють свій вплив лише на амплітуди розсіяних хвиль (амплітуди розсіяння), за багаторазового (динамічного) розсіяння додатково формується принципово новий механізм впливу спотворень не на амплітуди, а на хвильові вектори розсіяних хвиль. Виявлений механізм експоненційно більш ефективний за рахунок впливу дефектів безпосередньо на показник експоненти (на фазу хвильової функції), а характер цього впливу дефектів виявляється керованим умовами дифракції (довжина хвилі, товщина об’єкту, геометрія і кути дифракції та ін.). У випадку найбільш простої та експресної інтеґральної дифрактометрії обговорюються встановлені раніше авторами два закони збереження (тобто незалежности від характеристик спотворень кристалу) першого параметра кінематичної теорії інтеґральних інтенсивностей, а саме, повної (Бреґґової та дифузної) інтеґральної інтенсивности розсіяння, і збереження (тобто незалежність від умов дифракції) другого параметра кінематичної теорії інтеґральних інтенсивностей, а саме, внеску дифузної складової в повну інтеґральну інтенсивність. Демонструється, що ці закони виявляються справедливими у випадку кінематичного розсіяння і істотно обмежують чутливість та інформативність кінематичної картини розсіяння. В той же час виявлений дисперсійний механізм впливу дефектів на картину багаторазового розсіяння призводить до орієнтаційно-інтерференційних ефектів у відбивній та поглинальній здатностях кристалів, що обумовлює порушення цих законів збереження при переході до випадків багаторазового розсіяння та забезпечує цим унікальні показники чутливости й інформативности діягностики на основі вимірювань повної інтеґральної інтенсивности динамічної дифракції та її дифузної складової, а також їх залежностей від дифракційних умов. В результаті відкрите явище та цілий ряд ефектів, які з нього випливають, і його дисперсійна природа уможливили авторам статті істотно розширити функціональні можливості діягностики й створити цілий ряд методів нового покоління, які не лише на кілька порядків величини підвищили чутливість, але й уможливили розв’язати проблему однозначної діягностики багатопараметричних систем шляхом комбінування вимірювань картини багаторазового розсіяння за різних умов дифракції.

Ключові слова: -.

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

Citation: V. V. Lizunov, V. B. Molodkin, S. V. Lizunova, N. G. Tolmachev, O. S. Skakunova, S. V. Dmitriev, B. V. Sheludchenko, S. M. Brovchuk, L. M. Skapa, R. V. Lekhnyak, V. V. Molodkin, and K. V. Fuzik, New Approaches and Possibilities of a Dynamical Diffractometry of Imperfections of Multiparameter Systems, Usp. Fiz. Met., 15, No. 2: 55—78 (2014) (in Russian), doi: 10.15407/ufm.15.02.055


Цитована література (36)  
  1. M. Von Laue, Rontgenstrahlinterferezen (Leipzig: Akademishe Verlagsges.: 1948).
  2. C. Hammond, The Basics of Crystallography and Diffraction. 2nd ed. (London: Oxford University Press: 2001).
  3. R. W. James, Solid State Phys. 15: 55 (1963). Crossref
  4. B. W. Batterman and H. Cole, Rev. Mod. Phys, 36: 681 (1964). Crossref
  5. M. A. Krivoglaz, X-Ray and Neutron Diffraction in Nonideal Crystals (Berlin: Springer: 1996). Crossref
  6. V. B. Molodkin, M. V. Kovalchuk, A. P. Shpak, S. I. Olikhovskii, Ye. M. Kyslovskyy, A. I. Nizkova, E. G. Len, T. P. Vladimirova, E. S. Skakunova, V. V. Molodkin, G. E. Ice, R. I. Barabash, and I. M. Karnaukhov, Diffuse Scattering and the Fundamental Properties of Materials (Eds. R. I. Barabash, G. E. Ice, and P. E. A. Turchi) (New Jersey: Momentum Press: 2009), p. 391.
  7. А. П. Шпак, М. В. Ковальчук, В. Б. Молодкин, А. И. Низкова, И. В. Гинько, С. И. Олиховский, Е. Н. Кисловский, Е. Г. Лень, А. А. Белоцкая, Е. В. Первак, В. В. Молодкин, Способ многопараметрической структурной диагностики монокристаллов с несколькими типами дефектов (Патент Украины № 36075. Зарегистрирован в Государственном реестре патентов Украины на изобретения 10.10.2008 г.).
  8. А. П. Шпак, М. В. Ковальчук, В. Б. Молодкин, В. Л. Носик, В. Ю. Сторижко, Л. А. Булавин, И. М. Карнаухов, Р. И. Барабаш, Дж. Е. Айс, А. И. Низкова, И. В. Гинько, С. И. Олиховский, Е. Н. Кисловский, В. А. Татаренко, Е. Г. Лень, А. А. Белоцкая, Е. В. Первак, В. В.Молодкин, Способ многопараметрической структурной диагностики монокристаллов с несколькими типами дефектов (Патент Украины № 89594. Зарегистрирован в Государственном реестре патентов Украины на изобретения 10.02.2010 г.).
  9. V. B. Molodkin, A. P. Shpak, M. V. Kovalchuk, V. F. Machulin, and V. L. Nosik, Phys.–Usp., 54, No. 7: 661 (2011). Crossref
  10. В. Б. Молодкин, Е. А. Тихонова, Физ. мет. металловед., 24, № 3: 385 (1967).
  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).
  16. Л. И. Даценко, В. Б. Молодкин, М. Е. Осиновский Динамическое рассеяние рентгеновских лучей реальными кристаллами (Киев: Наукова думка: 1988).
  17. V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, E. N. Kislovskii, E. G. Len, and E. V. Pervak, phys. status solidi (b), 227, No. 2: 429 (2001).
  18. S. I. Olikhovskii, V. B. Molodkin, E. N. Kislovskii, E. G. Len, and E. V. Pervak, phys. status solidi (b), 231, No. 1: 199 (2002).
  19. A. P. Shpak, V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, Ye. M. Kyslovskyy, O. V. Reshetnyk, T. P. Vladimirova, E. G. Len, A. I. Nizkova, V. M. Venger, and S. V. Dmitriev, phys. status solidi (a), 204, No. 8: 2651 (2007).
  20. V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, E. N. Kislovskii, I. M. Fodchuk, E. S. Skakunova, E. V. Pervak, and V. V. Molodkin, phys. status solidi (a), 204, No. 8: 2606 (2007).
  21. V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, M. E. Osinovskii, A. N. Gureev, L. I. Datsenko, A. I. Nizkova, and B. F. Zhuravlev, phys. status solidi (a), 87, No. 2 : 597 (1985).
  22. J. E. Thomas, T. O. Baldwin, P. H. Dederichs, Phys. Rev. B, 3: 1167 (1971). Crossref
  23. W. L. Bond, Acta Crystallogr., 13: 814 (1960). Crossref
  24. V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, E. G. Len, E. N. Kislovskii, V. P. Kladko, O. V. Reshetnyk, T. P. Vladimirova, and B. V. Sheludchenko, phys. status solidi (a), 206, No. 8: 1761 (2009).
  25. Е. А. Тихонова, Физ. твёрдого тела, 9, No. 2: 516 (1967).
  26. P. H. Dederichs, Phys. Rev. B, 1, No. 4: 1306 (1970). Crossref
  27. V. V. Nemoshkalenko, V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, M. V. Kovalshuk, Yu. M. Litvinov, E. N. Kislovskii, and A. I. Nizkova, Nucl. Instrum. Methods. Phys. Res. A, 308, No. 1: 294 (1991). Crossref
  28. V. B. Molodkin, S. I. Olikhovskii, E. N. Kislovskii, T. P. Vladimirova, E. S. Skakunova, R. F. Seredenko, and B. V. Sheludchenko, Phys. Rev. B, 78: 224109 (2008). Crossref
  29. В. А. Бушуев, Кристаллография, 39, № 6: 983 (1994).
  30. K. M. Pavlov and V. I. Punegov, Acta Crystallogr. A, 56, No. 3: 227 (2000). Crossref
  31. V. Holy and K. T. Gabrielyan, phys. status solidi (b), 140: 39 (1987).
  32. А. М. Поляков, Ф. Н. Чуховский, Д. И. Пискунов, ЖЭТФ, 99, № 3: 589 (1991).
  33. N. Kato, Acta Crystallogr., A36, No. 5: 763 (1980). Crossref
  34. В. Б. Молодкин, М. В. Ковальчук, И. М. Карнаухов, В. Ф. Мачулин, В. Е. Сторижко, Э. Х. Мухамеджанов, А. И. Низкова, С. В. Лизунова, Е. Н. Кисловский, С. И. Олиховский, Б. В. Шелудченко, С. В. Дмитриев, Е. С. Скакунова, В. В. Молодкин, В. В. Лизунов, В. А. Бушуев, Р. Н. Кютт, Б. С. Карамурзов, А. А. Дышеков, Т. И. Оранова, Ю. П. Хапачев, Основы динамической высокоразрешающей дифрактометрии функциональных материалов (Нальчик: Кабардино-Балкарский Университет: 2013).
  35. В. Б. Молодкин, М. В. Ковальчук, И. М. Карнаухов, В. Е. Сторижко, С. В. Лизунова, С. В. Дмитриев, А. И. Низкова, Е. Н. Кисловский, В. В. Молодкин, Е. В. Первак, А. А. Катасонов, В. В. Лизунов, Е. С. Скакунова, Б. С. Карамурзов, А. А. Дышеков, А. Н. Багов, Т. И. Оранова, Ю. П. Хапачев, Основы интегральной многопараметрической диффузнодинамической дифрактометрии (Нальчик: Кабардино-Балкарский Университет: 2013).
  36. В. В. Лизунов, В. Б. Молодкин, С. В. Лизунова, Н. Г. Толмачев, Е. С. Скакунова, С. В. Дмитриев, Б. В. Шелудченко, С. М. Бровчук, Л. Н. Скапа, Р. В. Лехняк, Металлофиз. новейшие технол., 36, № 7: 857.
Цитується (2)
  1. V. V. Kurylyak and G. I. Khimicheva, Usp. Fiz. Met. 17, 375 (2016).
  2. V. V. Kurylyak and G. I. Khimicheva, Usp. Fiz. Met. 18, 155 (2017).