Определение структурных параметров твердотельной сверхрешетки In0.03GaN/In0.1GaN/Al2O3 по данным высокоразрешающей рентгеновской дифрактометрии
Красильников Алексей Геннадьевич
Сыктывкарский государственный университет

Научный руководитель: Пунегов Василий Ильич, д. ф.-м. н.
Соавторы: Пунегов Василий Ильич, Фалеев Николай Николаевич

Статистическая кинематическая теория дифракции [1] и данные высокоразрешающей рентгеновской дифрактометрии использовались для определения структурных параметров твердотельной сверхрешетки Al2O3/  (In0.03GaN(20A) / In0.1GaN(40A))x5SL /AlGaN(20nm). Для решения обратной задачи принята следующая модель: сверхрешетка рассматривалась как N-слойная структура, где число N варьировалось от 15 до 45. Каждый элементарный слой сверхрешетки характеризовался структурными параметрами : относительной деформацией кристаллической решетки , фактором Дебая-Валлера и размерами дефектов . Отдельным параметром модели является толщина сверхрешетки.

Для решения обратной дифракционной задачи мы использовали минимизацию функционала невязки: , где I1, I2 - экспериментальные и теоретические данные, полученные по двух и трехкристальной дифракционной схеме.

Был выбран численный "метод скользящего допуска", позволяющей вводить условия на исследуемые параметры[2]. Процесс минимизации реализован с помощью программы, написанной на языке С++.

В работе получены следующие результаты:

  1. В рамках статистической кинематической теория дифракции проведен детальный анализ поведения кривых отражения в зависимости от структурных параметров сверхрешетки. (Решение прямой задачи)

  2. С использованием экспериментальных данных высокоразрешающей рентгеновской дифрактометрии решена обратная задача по определению параметров сверхрешетки (толщина, композиционный состав, толщина периода).

  3. На основе экспериментальных данных трехкристальной дифрактометрии построены контуры равной интенсивности вблизи узла обратной решетки. Показано, что используемая структура является мозаичной.

Список публикаций:

[1] Nesterets Ya. I. and Punegov V. I., Acta Cryst. A., A56, 540-548 (2000)

[2]Химмельблау Д. "Прикладное нелинейное программирование", М.(1975)

(c) АСФ России, 2001