薄膜和多层膜的X射线散射方法与应用-物理.PDFVIP

. 射线衍射应用专题 薄膜和多层膜的. 射线散射方法与应用! 张爱梅- - 吴小山/ （南京大学固体微结构物理国家重点实验室- 南京大学物理系- 012234 ） 摘- 要- - 文章主要介绍了几种. 射线散射技术，包括. 射线小角反射技术、. 射线漫散射技术、掠入射. 射线衍射 和多晶薄膜的小角衍射技术。通过具体的事例说明这些. 射线散射方法在薄膜研究中的应用。 关键词- - 薄膜，. 射线散射，微结构 !#$% ’$(()#*+, -)(./0 1/# 1*2- $+0 -32(*2$%)# $+0 (.)*# $442*’$(*/+ 56789 7):;)- - = .)*?:@!*,/ （!#$%$%’ $( )$*+, )- .+/%$0%1/1%-0 ，2-3 %4-5 $( 67’0+/0 ，859 +5: ;5+-%0+’ ，859 +5: 012234 ，=7+5 ） 56(#$’(7 7 @AB*( .:B*C D)EEB*+)?,F G+*B),H +!,)I’G ，),+(’D),H HB*J),H ),+)D, .:B*C BE(+)A)C ，B*,G: ABG .:B*C D)EE’G G+*B),H ，HB*J),H ),+)D, .:B*C D)EEB*+)?, *,D .:B*C GK*((:*,H( D)EEB*+)?, ，E?B ! +!*B*+: B)J*)?, ?E E)(KG *,D K’()(*CBG *B DG+B)LD M!B N*K#(G *B H)A, ? G!?% ! *##()+*)?, ?E !G K!: ?DG 8)%9/#07 7 E)(K ，.:B*C G+*B),H ，K)+B?GB’+’B . 射线是一种高频电磁波，含有电场分量和磁 1- 引言 场分量。当. 射线照射到材料上，材料中的组成基 本单元如核子、电子、库仑场、磁矩等对. 射线产生 薄膜和多层膜因为其特殊的物理效应而成为现 散射，由于散射截面的巨大差异，通常我们只考虑材 代器件的材料基础。薄膜和异质结构能够表现出多 料中电子对. 射线的散射。当. 射线被散射时，散 种独特的物理性质，涉及光、电、磁、热等众多体系。 射波与入射波中满足相干条件的波互相干涉，在特 如磁F 非磁多层膜系统具有巨磁电阻效应（9;X ）， 定的方向上互相加强，散射强度的空间分布决定于 半导体的超晶格表现出特殊的能带结构，而介电常 晶体中各组成原子的种类及其分布。对散射强度空 数调制的超晶格能够表现出特殊的光学性质。对人 间分布的分析可以构造材料中电子分布的信息——— 工薄膜材料，薄膜的厚度、质量、生长方法、工艺及生 周期性、短程周期性或无序等，从而可以得到材料的 长参数等是影响其物理性质的关键因素。例如，在 微结构信息。. 射线衍射F 散射方法是目前研究材 9;X 材料中，非磁层的厚度和界面的微结构决定了 料结构最为广泛、行之有效、无损的测量方法。 9;X 的大小，又如 R?F R’F R? 自旋阀，不同的生长 条件导致完全不同的结果［1—4 ］。因此，对薄膜微结 - 国家自然科学基金（批准号：12OPO241，12Q0422 1 ）和教育部新世 ! 构的研究，一方面可以对薄膜生长提供依据，另一方