490 matches
-
microscopia electronică prin transmisie (TEM), difracția de electroni de joasă energie (LEED), difracția de electroni de înaltă energie (RHEED) și difracția de neutroni. Primele două sunt limitate la studiul suprafețelor și nu oferă informații despre întreaga grosime a straturilor. În difracția de neutroni, sensibilitatea este mult diferită față de XRD, dar sursele de neutroni sunt mai slabe decât sursele de raze X. În cazul în care există disponibile probe suficient de mari, difracția de neutroni este o bună metodă pentru studiul elementelor
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
nu oferă informații despre întreaga grosime a straturilor. În difracția de neutroni, sensibilitatea este mult diferită față de XRD, dar sursele de neutroni sunt mai slabe decât sursele de raze X. În cazul în care există disponibile probe suficient de mari, difracția de neutroni este o bună metodă pentru studiul elementelor ușoare și pentru situațiile în care sunt de interes structurile magnetice. În timp ce XRD este o metodă nedistructivă, 176 TEM și difracția de electroni sunt metode distructive (datorită metodelor de pregătire a
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
În cazul în care există disponibile probe suficient de mari, difracția de neutroni este o bună metodă pentru studiul elementelor ușoare și pentru situațiile în care sunt de interes structurile magnetice. În timp ce XRD este o metodă nedistructivă, 176 TEM și difracția de electroni sunt metode distructive (datorită metodelor de pregătire a probelor) și necesită nivele ridicate de vid. Unul dintre dezavantajele XRD față de difracția de electroni este nivelul scăzut al intensităților difractate, mai ales pentru elementele cu număr atomic mic. În
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
situațiile în care sunt de interes structurile magnetice. În timp ce XRD este o metodă nedistructivă, 176 TEM și difracția de electroni sunt metode distructive (datorită metodelor de pregătire a probelor) și necesită nivele ridicate de vid. Unul dintre dezavantajele XRD față de difracția de electroni este nivelul scăzut al intensităților difractate, mai ales pentru elementele cu număr atomic mic. În cazul difracției de electroni, intensitățile sunt de ~108 ori mai mari decât la XRD. Datorită acestor intensități mici, studiul filmelor subțiri reclamă probe
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
electroni sunt metode distructive (datorită metodelor de pregătire a probelor) și necesită nivele ridicate de vid. Unul dintre dezavantajele XRD față de difracția de electroni este nivelul scăzut al intensităților difractate, mai ales pentru elementele cu număr atomic mic. În cazul difracției de electroni, intensitățile sunt de ~108 ori mai mari decât la XRD. Datorită acestor intensități mici, studiul filmelor subțiri reclamă probe de dimensiuni mari, iar rezultatele sunt obținute prin mediere pe arii întinse. În general, prin XRD nu se obțin
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
nu se obțin rezoluții spațiale dar, pentru aplicații speciale, pot fi obținute rezoluții mai bune de 10 μm dacă se utilizează surse microfocalizate. Razele X sunt radiații electromagnetice cu energii ale fotonilor în domeniul 100 eV-100 keV. Pentru aplicații de difracție, sunt utilizate numai radiațiile cu lungimi de undă mici, între 0,1 câțiva angstromi, deci cu energii în domeniul 1-120 keV. Faptul că lungimea de undă a radiației X este comparabilă cu dimensiunile atomilor și moleculelor unui domeniu larg de
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
cu energii în domeniul 1-120 keV. Faptul că lungimea de undă a radiației X este comparabilă cu dimensiunile atomilor și moleculelor unui domeniu larg de materiale permite determinarea aranjamentului atomic pe care acestea îl prezintă. Picurile într-un model de difracție sunt în directă legătură cu distanțele interatomice. Considerând un fascicol incident de raze X care interacționează cu atomi aranjați într-o structură ordonată (Fig. 6.3), atomii, reprezentați prin sfere de culoare verde, pot fi imaginați ca formând diferite seturi
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
Fig. 6.3), atomii, reprezentați prin sfere de culoare verde, pot fi imaginați ca formând diferite seturi de plane în cristal. Pentru un set de plane cristaline dat, cu o distanță interplanară d, condiția de producere a unui maxim de difracție poate fi exprimată prin relația: (6.1) Fig. 6.3. Reprezentarea schematică a difracției pentru un set de plane cristaline [146] unde λ este lungimea de undă a radiației X, este unghiul de împrăștiere al acesteia, d este distanța dintre
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
formând diferite seturi de plane în cristal. Pentru un set de plane cristaline dat, cu o distanță interplanară d, condiția de producere a unui maxim de difracție poate fi exprimată prin relația: (6.1) Fig. 6.3. Reprezentarea schematică a difracției pentru un set de plane cristaline [146] unde λ este lungimea de undă a radiației X, este unghiul de împrăștiere al acesteia, d este distanța dintre planele cristaline iar n este un număr întreg care exprimă ordinul maximului de difracție
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
difracției pentru un set de plane cristaline [146] unde λ este lungimea de undă a radiației X, este unghiul de împrăștiere al acesteia, d este distanța dintre planele cristaline iar n este un număr întreg care exprimă ordinul maximului de difracție. Relația (6.1) este cunoscută ca Legea lui Bragg și este una dintre cele mai importante legi utilizate pentru interpretarea datelor de difracție de raze X. Este important de subliniat faptul că în exemplul ilustrat de Fig. 6.3 au
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
d este distanța dintre planele cristaline iar n este un număr întreg care exprimă ordinul maximului de difracție. Relația (6.1) este cunoscută ca Legea lui Bragg și este una dintre cele mai importante legi utilizate pentru interpretarea datelor de difracție de raze X. Este important de subliniat faptul că în exemplul ilustrat de Fig. 6.3 au fost utilizați atomii ca centri de împrăștiere. Legea lui Bragg se poate 177 aplica oricăror centri de împrăștiere constând în orice distribuție de
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
determinarea structurii cristaline și a parametrilor de rețea, determinări calitative și cantitative de faze, transformări de faze, determinări ale parametrilor de rețea, ale tensiunilor interne, determinarea texturii, ale dimensiunilor de grăunți, etc. Fig. 6.4 prezintă schematic un experiment de difracție de raze X, unde 2θ este unghiul dintre raza incidentă și cea difractată [146-148]. Intensitatea fascicolului difractat este măsurată în funcție de 2θ și de orientarea probei, rezultând astfel un model de difracție. Lungimea de undă a radiației X este de 0
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
etc. Fig. 6.4 prezintă schematic un experiment de difracție de raze X, unde 2θ este unghiul dintre raza incidentă și cea difractată [146-148]. Intensitatea fascicolului difractat este măsurată în funcție de 2θ și de orientarea probei, rezultând astfel un model de difracție. Lungimea de undă a radiației X este de 0,7-2A și corespunde la energii (E=12,4 keV/λ) de 6-17 keV. Fig. 6.4. Experiment cu reprezentarea schematică pentru difracția de raze X Joint Commitee on Powder Diffraction Standards
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
și de orientarea probei, rezultând astfel un model de difracție. Lungimea de undă a radiației X este de 0,7-2A și corespunde la energii (E=12,4 keV/λ) de 6-17 keV. Fig. 6.4. Experiment cu reprezentarea schematică pentru difracția de raze X Joint Commitee on Powder Diffraction Standards, Swathmore, Pennsylvania (JCPDS) [148] Înainte de a descrie condițiile în care se realizează difracția de raze X, este necesară o scurtă trecere în revistă a unor proprietăți importante ale materialelor cristaline. Cristalele
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
la energii (E=12,4 keV/λ) de 6-17 keV. Fig. 6.4. Experiment cu reprezentarea schematică pentru difracția de raze X Joint Commitee on Powder Diffraction Standards, Swathmore, Pennsylvania (JCPDS) [148] Înainte de a descrie condițiile în care se realizează difracția de raze X, este necesară o scurtă trecere în revistă a unor proprietăți importante ale materialelor cristaline. Cristalele constau din plane atomice aflate între ele la distanță d (Fig. 6.3 și 6.4 ), dar pot fi imaginate ca fiind
MARCAREA PRIN MICROPERCUŢIE ŞI CU FASCICUL LASER A UNOR MATERIALE by ŞTEFAN RUSU () [Corola-publishinghouse/Science/1607_a_2906]
-
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]