516 matches
-
dhkl, și pentru cristale cubice este: √ (6.2) unde a0 este parametrul de rețea al cristalului (vezi Fig. 6.5) Când există o interferență cumulativă din radiațiile X împrăștiate de planele atomice dintr un cristal, se naște un maxim de difracție. Condiția pentru existența acestei interferențe este dată de legea lui Bragg: (6.3) unde θhkl este unghiul dintre planele atomice și fascicolul incident (și difractat) - vezi Fig. 6.3. Pentru ca fenomenul de difracție să poată fi observat, detectorul trebuie să
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
un cristal, se naște un maxim de difracție. Condiția pentru existența acestei interferențe este dată de legea lui Bragg: (6.3) unde θhkl este unghiul dintre planele atomice și fascicolul incident (și difractat) - vezi Fig. 6.3. Pentru ca fenomenul de difracție să poată fi observat, detectorul trebuie să fie poziționat astfel încât unghiul de difracție să fie 2θhkl, iar cristalul trebuie să fie orientat astfel încât normala la planul de difracție să fie coplanară cu fascicolul incident și cel difractat și unghiul între
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
este dată de legea lui Bragg: (6.3) unde θhkl este unghiul dintre planele atomice și fascicolul incident (și difractat) - vezi Fig. 6.3. Pentru ca fenomenul de difracție să poată fi observat, detectorul trebuie să fie poziționat astfel încât unghiul de difracție să fie 2θhkl, iar cristalul trebuie să fie orientat astfel încât normala la planul de difracție să fie coplanară cu fascicolul incident și cel difractat și unghiul între fascicolul difractat și cel incident să fie egal cu unghiul Bragg θhkl . Pentru
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
și fascicolul incident (și difractat) - vezi Fig. 6.3. Pentru ca fenomenul de difracție să poată fi observat, detectorul trebuie să fie poziționat astfel încât unghiul de difracție să fie 2θhkl, iar cristalul trebuie să fie orientat astfel încât normala la planul de difracție să fie coplanară cu fascicolul incident și cel difractat și unghiul între fascicolul difractat și cel incident să fie egal cu unghiul Bragg θhkl . Pentru un monocristal sau pentru un film subțire epitaxial, există o singură orientare a probei pentru
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
unghiul între fascicolul difractat și cel incident să fie egal cu unghiul Bragg θhkl . Pentru un monocristal sau pentru un film subțire epitaxial, există o singură orientare a probei pentru fiecare plan (h,k,l) care satisface aceste condiții de difracție. Fig. 6.5. Reprezentarea unor plane atomice și distanțele interplanare aferente, într-un cristal cubic simplu (a) și indicii Miller ai planelor atomice în același tip de cristal (b). Ca exemplu, se consideră planul (0,1,2). El intersectează axele
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
1/2)=2 [148] 179 Zonele de marcaj laser, ca și filmele subțiri, pe de altă parte, constau din mai mulți grăunți sau cristalite (mici regiuni cristaline) având o distribuție de orientări relative. Dacă aceasta distribuție este complet întâmplătoare, atunci difracția se produce de pe orice cristalit care are orientarea potrivită pentru a satisface condițiile de difracție. Radiațiile X difractate emerg asemeni conurilor, cu unghiuri de deschideri de 2θhkl, creând un model tipic de difracție. Zonele marcate prin laser, ca și filmele
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
altă parte, constau din mai mulți grăunți sau cristalite (mici regiuni cristaline) având o distribuție de orientări relative. Dacă aceasta distribuție este complet întâmplătoare, atunci difracția se produce de pe orice cristalit care are orientarea potrivită pentru a satisface condițiile de difracție. Radiațiile X difractate emerg asemeni conurilor, cu unghiuri de deschideri de 2θhkl, creând un model tipic de difracție. Zonele marcate prin laser, ca și filmele subțiri, se situează în clasa materialelor intermediare, între monocristale și materiale policristaline și au o
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
Dacă aceasta distribuție este complet întâmplătoare, atunci difracția se produce de pe orice cristalit care are orientarea potrivită pentru a satisface condițiile de difracție. Radiațiile X difractate emerg asemeni conurilor, cu unghiuri de deschideri de 2θhkl, creând un model tipic de difracție. Zonele marcate prin laser, ca și filmele subțiri, se situează în clasa materialelor intermediare, între monocristale și materiale policristaline și au o textură fibroasă. Aceasta înseamnă că toate cristalitele au majoritatea planelor atomice paralele cu suprafața substratului, fiind de altfel
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
utilizând în difractometru cu cristal dublu (DCD) [149-151]. Această geometrie este similară celei Bragg-Brentano, numai că fascicolul incident este mai întâi difractat pe un monocristal (plasat lângă punctul F în Fig. 6.6a). Se asigură astfel că lățimea picului de difracție să fie îngustă, permițând astfel efectuarea de măsurători de mare precizie. Pentru filme epitaxiale ultrasubțiri (< 100 Ǻ) - metoda preferată este difracția cu fascicol incident Grazing (GIXD) [151] și este utilizată pentru măsurarea filmelor monostrat. Aici, unghiul de incidență este mic
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
difractat pe un monocristal (plasat lângă punctul F în Fig. 6.6a). Se asigură astfel că lățimea picului de difracție să fie îngustă, permițând astfel efectuarea de măsurători de mare precizie. Pentru filme epitaxiale ultrasubțiri (< 100 Ǻ) - metoda preferată este difracția cu fascicol incident Grazing (GIXD) [151] și este utilizată pentru măsurarea filmelor monostrat. Aici, unghiul de incidență este mic (~0,50) iar fascicolul de raze X penetrează proba pe o adâncime de 100-200 A. Unghiul de difracție este și el
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
metoda preferată este difracția cu fascicol incident Grazing (GIXD) [151] și este utilizată pentru măsurarea filmelor monostrat. Aici, unghiul de incidență este mic (~0,50) iar fascicolul de raze X penetrează proba pe o adâncime de 100-200 A. Unghiul de difracție este și el mic, obținându-se informații structurale de pe planele perpendiculare pe suprafața probei. Astfel, GIXD completează acele metode în care informațiile sunt obținute de pe planele paralele cu suprafața (BraggBrentano și DCD). 6.4. Identificarea tensiunilor interne pe baza datelor
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
planele perpendiculare pe suprafața probei. Astfel, GIXD completează acele metode în care informațiile sunt obținute de pe planele paralele cu suprafața (BraggBrentano și DCD). 6.4. Identificarea tensiunilor interne pe baza datelor experimentale 6.4.1. Considerații generale Pozițiile maximelor de difracție și deci spațiile interatomice pot fi precis măsurate prin difracție de raze X, metoda fiind astfel cea mai bună cale de caracterizare a deformațiilor omogene sau neomogene ce apar în structura materialului investigat [147-149, 151, 152]. Deformațiile omogene sau uniforme
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
în care informațiile sunt obținute de pe planele paralele cu suprafața (BraggBrentano și DCD). 6.4. Identificarea tensiunilor interne pe baza datelor experimentale 6.4.1. Considerații generale Pozițiile maximelor de difracție și deci spațiile interatomice pot fi precis măsurate prin difracție de raze X, metoda fiind astfel cea mai bună cale de caracterizare a deformațiilor omogene sau neomogene ce apar în structura materialului investigat [147-149, 151, 152]. Deformațiile omogene sau uniforme schimbă pozițiile maximelor de difracție și dacă d0,hkl este
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
pot fi precis măsurate prin difracție de raze X, metoda fiind astfel cea mai bună cale de caracterizare a deformațiilor omogene sau neomogene ce apar în structura materialului investigat [147-149, 151, 152]. Deformațiile omogene sau uniforme schimbă pozițiile maximelor de difracție și dacă d0,hkl este o distanță într un material nedeformat, atunci (dhkld 0,hkl)/ d0,hkl este componenta deformației elastice în direcția (hkl). Deformațiile neomogene variază de la un cristalit la altul sau în interiorul unui singur cristalit, iar acest fapt
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
o distanță într un material nedeformat, atunci (dhkld 0,hkl)/ d0,hkl este componenta deformației elastice în direcția (hkl). Deformațiile neomogene variază de la un cristalit la altul sau în interiorul unui singur cristalit, iar acest fapt generează mărirea lățimii maximelor de difracție la creșterea lui sin θ. Lățirea maximelor de difracție este determinată și de dimensiunile cristalitelor, dar în acest caz este independentă de sin θ. În cazul în care ambii factori contribuie la lățirea picului, aportul fiecărui factor poate fi determinat
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
hkl)/ d0,hkl este componenta deformației elastice în direcția (hkl). Deformațiile neomogene variază de la un cristalit la altul sau în interiorul unui singur cristalit, iar acest fapt generează mărirea lățimii maximelor de difracție la creșterea lui sin θ. Lățirea maximelor de difracție este determinată și de dimensiunile cristalitelor, dar în acest caz este independentă de sin θ. În cazul în care ambii factori contribuie la lățirea picului, aportul fiecărui factor poate fi determinat în mod separat printr-o analiză atentă a formei
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
cristalitelor, dar în acest caz este independentă de sin θ. În cazul în care ambii factori contribuie la lățirea picului, aportul fiecărui factor poate fi determinat în mod separat printr-o analiză atentă a formei picului pentru câteva ordine de difracție (de exemplu (111) și (222)) [146-149]. Mai mult, forma picului de difracție poate oferi informații despre alte tipuri de imperfecțiuni (de exemplu, prezența, gradul de extindere și tipul defectelor de împachetare) [146, 148]. În cazul în care nu există deformații
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
în care ambii factori contribuie la lățirea picului, aportul fiecărui factor poate fi determinat în mod separat printr-o analiză atentă a formei picului pentru câteva ordine de difracție (de exemplu (111) și (222)) [146-149]. Mai mult, forma picului de difracție poate oferi informații despre alte tipuri de imperfecțiuni (de exemplu, prezența, gradul de extindere și tipul defectelor de împachetare) [146, 148]. În cazul în care nu există deformații neomogene, atunci dimensiunea cristalitului L se determină cu ajutorul formulei Scherrer. Dimensiunile cristalitelor
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
neomogene, atunci dimensiunea cristalitului L se determină cu ajutorul formulei Scherrer. Dimensiunile cristalitelor sau grăunților se pot determina și prin TEM, prin vizualizare și măsurare directă. Metoda fiind aplicată mult mai localizat, ea poate oferi informații mai detaliate asupra imperfecțiunilor, în raport cu difracția de raze X. De asemenea, deformațiile omogene pot fi măsurate și cu ajutorul mărcilor tensometrice, dar nu putem considera acest fapt ca fiind o bună alternativă la utilizarea difracției de raze X. O caracterizare completă și o înțelegere a materialelor necesită
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
mult mai localizat, ea poate oferi informații mai detaliate asupra imperfecțiunilor, în raport cu difracția de raze X. De asemenea, deformațiile omogene pot fi măsurate și cu ajutorul mărcilor tensometrice, dar nu putem considera acest fapt ca fiind o bună alternativă la utilizarea difracției de raze X. O caracterizare completă și o înțelegere a materialelor necesită cunoașterea precisă a rugozității și compoziției interfețelor, precum și poziția planelor atomice. Acest fapt este dificil, deoarece implică analize atente ale configurației maximelor și un set complet de intensități
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
poziția planelor atomice. Acest fapt este dificil, deoarece implică analize atente ale configurației maximelor și un set complet de intensități integrate. Este importantă și structura stratului de suprafață iar aceasta se poate realiza prin GIXD. Tehnici alternative de caracterizare includ difracția de neutroni, TEM, EXAFS, LEED și RHEED, deși nici una dintre ele nu oferă detaliile cantitative obținute prin difracție de raze X. RHEED se utilizează pentru monitorizarea in situ a creșterii multistraturilor. 6.4.2. Aplicarea tehnicii prin difracție de raze
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
de intensități integrate. Este importantă și structura stratului de suprafață iar aceasta se poate realiza prin GIXD. Tehnici alternative de caracterizare includ difracția de neutroni, TEM, EXAFS, LEED și RHEED, deși nici una dintre ele nu oferă detaliile cantitative obținute prin difracție de raze X. RHEED se utilizează pentru monitorizarea in situ a creșterii multistraturilor. 6.4.2. Aplicarea tehnicii prin difracție de raze X la detectarea microtensiunilor interne și a tensiunilor reziduale datorate microdeformării zonelor marcate Pentru a putea compara eventualele
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
caracterizare includ difracția de neutroni, TEM, EXAFS, LEED și RHEED, deși nici una dintre ele nu oferă detaliile cantitative obținute prin difracție de raze X. RHEED se utilizează pentru monitorizarea in situ a creșterii multistraturilor. 6.4.2. Aplicarea tehnicii prin difracție de raze X la detectarea microtensiunilor interne și a tensiunilor reziduale datorate microdeformării zonelor marcate Pentru a putea compara eventualele influențe (tensiuni interne sau modificări de faze) pe care marcajul laser le induce ca urmare a inscripționării suprafeței paletelor, s-
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
speciale pentru realizarea și testarea marcajului. Profilul paletelor sau diferența razelor de curbură între extradosul și intradosul acestora, dar și diferențele de grosimi ale paletelor în funcție de zona de secționare, pot introduce unele erori în modul de interpretare a datelor de difracție de raze X. Pentru a putea preîntâmpina acest fenomen de eroare de măsurare instrumentală pentru efectul de difracție de raze X, s-a ales soluția pregătirii unor eșantioane cilindrice din titan cu diametrul de 25 mm și grosimea constantă de
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
dar și diferențele de grosimi ale paletelor în funcție de zona de secționare, pot introduce unele erori în modul de interpretare a datelor de difracție de raze X. Pentru a putea preîntâmpina acest fenomen de eroare de măsurare instrumentală pentru efectul de difracție de raze X, s-a ales soluția pregătirii unor eșantioane cilindrice din titan cu diametrul de 25 mm și grosimea constantă de 5 mm. Aceste eșantioane au fost inscripționate prin cele două procedee laser experimentate, respectiv: marcaj de inscripționare prin
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]