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摘要
广泛应用于半导体、铁电和光电材料中的外延结构特征以及应变和缺陷会影响外延膜的物理/化学性能。高分辨X射线衍射是对外延结构进行无损准确表征的关键技术。本文从高分辨X射线衍射与外延结构倒易空间的关系出发,重点阐述高分辨X射线衍射与普通X射线衍射的联系与区别,以强调高分辨X射线衍射特征。以铁电外延膜与衬底结构高分辨X射线衍射为例,系统分析它们的高分辨X射线衍射斑特征,包括共格生长、非共格生长、倾斜生长下衍射斑特征,以及外延膜的尺寸、外延膜的倾斜扭转和外延膜的应变对衍射斑的影响等。结合Si1-xGex(x=0.1)等外延膜结构的具体分析阐述如何通过高分辨X射线衍射谱来获取外延膜结构参数,包括外延膜晶格常数、晶格错配度以及厚度和超晶格等信息。本文还系统介绍了高分辨X射线衍射中的倒易平面图的作法,以及相关的理论和实验方法,并据此获得了PbTiO3外延膜的应力状态、畴结构、相变等结构信息。
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