Требования к отчету

Отчет должен содержать проиндецированную электронограмму,

данные с вычислениями структурного фактора и геометрических параметров полупроводниковых гетероструктур.

Контрольные вопросы

1. Чему равна разрешающая способность современного электронного микроскопа?

2. Какой вид рассеяния электронов участвует в формировании контраста электронно-микроскопического изображения?

3. Чем отличаются электронные микрофотографии кристаллических объектов от дифракционных картин?

4. Что значит провести индицирование электронограммы?

5. В чем различия дифракционных картин, полученных от монокристаллических и поликристаллических образцов?

6. Как получить светлопольное и темнопольное изображения объектов в электронном микроскопе?

7. С какой целью производят утонение образцов для электронно-микроскопического исследования?

Рекомендуемая литература

1. Н. Ашкрофт, Н. Мермин. Физика твердого тела. «Мир», М., 1979.

2. Блохинцев Д.И. Основы квантовой механики. М.: «Наука», 1983, 664 с.

Дополнительная литература

1. Хирш П. Электронная микроскопия тонких кристаллов. «Мир», 1968.

2. Электронно-микроскопиеские изображения дислокаций и дефектов упаковки. Справочное руководство под ред. Косевича В.М., Палатника Л.С, «Наука», 1976.

3. Практические методы в электронной микроскопии. Под ред. Глоэра О.М., Л. «Машиностроение», 1980.

4. Рейви К. Дефекты и примеси в полупроводниковом кремнии, «Мир», 1984.

5. Дифракционные и микроскопические методы в материаловедении. Под ред. С. Амелинкса, Р. Геверса, Дж. Ван Ланде. М. «Металлургия», 1984.

6. Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры. Под ред. Л. Ченга, К Плога, «Мир», 1989.

Приложение 1 Индицирование электронограммы

а) Для индицирования электронограммы необходимо всем дифракционным пятнам приписать индексы Миллера плоскостей решетки, ответственных за их возникновение.

б) На фотографии дифракционной картины от образца Al_xGa_1-xAs/GaAs необходимо при помощи линейки измерить расстояния от центрального пятна до двух или трех ближайших дифракционных пятен (величина R).

в) Так как решетка Al_xGa_1-xAs и GaAs имеет кубическую сингонию, то для определения индексов Миллера воспользуемся методом отношений. Суть метода состоит в том, что отношение соответствующих величин R равно отношению квадратных корней из суммы квадратов индексов Миллера и выражается формулой:

Так как значения h, k и l должны быть целыми числами то легко подобрать соответствующие значения из таблицы 1, где в верхней строчке таблицы значения суммы квадратов индексов Миллера (т. е. ), а в нижней строчке - соответствующие значения индексов Миллера.

г) Индексы всех остальных дифракционных пятен определяются как результат сложения соответствующих векторов. Так как величины соседних

Таблица 1

1	2	3	4	5	6	7
100	110	111	200	210	211	-

8	9	10	11	12	13	14
220	221 (300)	310	311	222	320	321

индексов отличаются на определенное целое число, на практике следуют следующим простым правилам:

а - если в некотором направлении один из индексов изменяется, то подобное изменение этого индекса должно иметь место и при дальнейшем перемещении вдоль этого направления и, если какой либо из индексов не изменяется , то он будет оставаться таким же и далее в этом направлении;

б - индексы дифракционных пятен на одной прямой и на одинаковом расстоянии от центрального пятна отличаются только знаком. Например, [110] и [].

д) Определение оси зоны электронограммы. Ось зоны совпадает с направлением падающего пучка, т. е. перпендикулярна плоскости, на которую проецируется дифракционная картина. Таким образом индексы оси зоны (H K L) могут быть определены как результат векторного произведения, используя следующее выражение:

, , ,

где - индексы двух произвольных дифракционных отражений.

На практике для определения оси зоны удобно пользоваться следующим простым правилом:

h₁ | k₁ l₁ h₁ k₁ | l₁

| x x x |

h₂ | k₂ l₂ h₂ k₂ | l₂

т.е. в строчку записываются индексы какого-либо дифракционного пятна два раза. Под ним записываются индексы второго пятна. Первый и последний столбцы вычеркиваются. Далее поочередно составляются диагональные произведения с учетом знаков индексов согласно соотношениям:

, ,

_{Пример:}

_{_ _}

0 | 1 0 0 1 | 0

| x x x | = (0 - 0) , (0 - 0) , (0 - 1) , т.е. ось зоны [001]

_ _

1 | 1 0 1 1 | 0

е) Пример векторного сложения индексов Миллера:

(010) + (100) = (110)

ж) Формула для определения величины межплоскостных расстояний для кубических кристаллов:

1/d² = (h² + k² + l² ) / a² ,

где d - величина межплоскостного расстояния, a - параметр решетки.

з) Определение величины межплоскостных расстояний из значения постоянной прибора, равной произведению длины волны электронов на расстояние между образцом и фотопластинкой (L):

Rd = L

где, R - расстояние до дифракционного пятна на электронограмме,

d - величина межплоскостного расстояния.

Приложение 2