《薄膜結構X射線表征》的作者是麥振洪,該書由科學出版社於2007年7月發行出版。該書系統的系統介紹套用X射線衍射和散射技術表征薄膜微結構的多種基本實驗裝置、實驗數據分析理論以及典型的薄膜微結構表徵實例。
本書結合作者二十多年來的工作積累和國內外最新進展,系統介紹套用X射線衍射和散射技術表征薄膜微結構的多種基本實驗裝置、實驗數據分析理論以及典型的薄膜微結構表徵實例。全書分3篇(共19章):第1篇為基本實驗裝置(第1~3章),主要介紹X射線源、X射線準直和單色化、各種探測器以及薄膜X射線衍射儀和表面/界面散射裝置。第2篇為基本理論(第4~10章),介紹薄膜X射線衍射和散射實驗數據分析所用的相關理論,包括用於薄晶體或小晶體多層膜和金屬多層膜的X射線衍射運動學理論;用於近完美多層膜、半導體超晶格和多量子阱的X射線衍射動力學理論;用於原子密度和晶格參數很接近的金屬多層膜的X射線異常衍射精細結構理論;用於薄膜和多層膜表面與界面分析的X射線反射、漫散射理論以及掠入射衍射理論。基本覆蓋了目前套用X射線衍射和散射技術研究薄膜結構所需要的理論。第3篇為薄膜微結構表征(第11~19章),介紹套用X射線衍射和散射技術表征薄膜微結構的實例,除了總結作者二十多年來在薄膜研究中所解決的微結構表徵實例外,還儘量收集近年來國內外有關的重要結果,以供讀者參考。薄膜的種類涉及半導體外延膜及超晶格材料、超導異質薄膜材料、金屬磁性多層膜材料、軟物質薄膜和有機半導體薄膜。表征的微結構包括單層膜和多層膜厚度、點陣參數、應力、表面與界面、缺陷、弛豫橫向、調製結構以及鈣鈦礦結構氧八面體畸變。
本書力圖理論聯繫實驗、深入淺出,而又不失先進性、實用性和普適性。可供從事薄膜材料和器件研究的研究人員和工程技術人員參考,對從事薄膜材料和器件研製與開發的專業人員也有參考價值,也可作為高等院校和研究院所凝聚態物理、材料科學和有關薄膜科學技術專業及相關專業的教師和研究生的教學用書和參考書。
第二版前言
第一版序
第一版前言
第1篇基本實驗裝置
第1章X射線源與X射線探測麥振洪賈全傑3
1.1X射線源3
1.1.1X射線產生和X射線譜3
1.1.2封閉式X射線管4
1.1.3同步輻射光源6
1.2X射線準直和單色化9
1.2.1狹縫10
1.2.2雙晶單色器10
1.2.3多晶單色器13
1.3X射線探測器15
1.3.1計數器15
1.3.2位置靈敏探測器18
1.3.3面探測器19
參考文獻19
第2章薄膜X射線衍射儀李建華21
2.1高分辨共面X射線衍射儀21
2.2掠入射衍射裝置27
2.3測量解析度的分析28
參考文獻30
第3章表面/界面X射線散射羅光明麥振洪31
3.1固體表面/界面X射線反射和漫散射裝置32
3.2液體表面/界面X射線反射和散射裝置34
參考文獻37
第2篇基 本 理 論
第4章X射線衍射運動學理論麥振洪41
4.1引言41
4.2X射線衍射幾何41
4.2.1勞厄方程42
4.2.2布拉格方程43
4.3倒易點陣44
4.3.1倒易點陣定義44
4.3.2色散面——Ewald球47
4.4X射線衍射強度49
4.4.1單電子散射49
4.4.2原子散射因子49
4.4.3結構因子51
4.5薄晶體衍射強度52
參考文獻54
第5章金屬多層膜的X射線衍射運動學理論羅光明麥振洪56
5.1成分混合/合金化的多層膜56
5.2[A/B]N多層膜59
參考文獻63
第6章X射線衍射動力學理論(一)——完美晶體麥振洪羅光明64
6.1引言64
6.2完美晶體中X射線波動方程65
6.3雙光束近似67
6.4色散面69
6.5勞厄幾何晶體內波場振幅74
6.6布拉格幾何晶體內波場振幅77
6.6.1無吸收晶體的反射率78
6.6.2有吸收晶體的反射率79
6.7雙軸晶衍射搖擺曲線的理論計算80
參考文獻81
第7章X射線衍射動力學理論(二)——畸變晶體麥振洪83
7.1引言83
7.2晶體中的調製波84
7.3高木方程85
7.4高木方程的都平形式86
7.5多層膜結構的X射線雙軸晶搖擺曲線計算88
7.5.1概述88
7.5.2外延材料反射率的X射線衍射動力學理論解89
7.5.3疊代公式中參數的計算92
7.6應變弛豫超晶格的X射線雙軸晶搖擺曲線計算96
7.6.1弛豫機制與應變分布97
7.6.2取向差與峰形展寬99
參考文獻101
第8章X射線異常衍射精細結構理論羅光明102
8.1沒有周期調製的多層膜102
8.2[A/B]n多層膜106
8.3實驗方法106
8.4DAFS譜線的分析方法108
參考文獻110
第9章X射線掠入射衍射理論賈全傑姜曉明112
9.1概述112
9.2X射線掠入射衍射準運動學理論114
9.2.1DWBA114
9.2.2DWBA下薄膜材料的掠入射衍射理論116
9.3掠入射衍射的套用119
參考文獻120
第10章X射線界面反射和漫散射理論李明羅光明121
10.1X射線鏡面反射121
10.2粗糙表面的散射(一)——玻恩近似124
10.3粗糙表面的散射(二)——DWBA理論125
10.4多層膜的DWBA散射理論128
10.5界面起伏的關聯函式130
10.5.1表面關聯函式130
10.5.2自仿射關聯131
10.5.3多層膜界面之間的關聯131
參考文獻133
第3篇薄膜微結構表征
第11章單層膜和多層膜厚度李建華137
11.1單層膜和多層膜共面X射線衍射137
11.2埋層的探測144
11.2.1高分辨X射線衍射144
11.2.2X射線鏡面反射147
參考文獻149
第12章外延膜的晶格參數?應力與組分麥振洪150
12.1共面X射線雙軸晶衍射150
12.2薄膜殘餘應力檢測的X射線mapping技術153
12.3掠入射衍射160
參考文獻165
第13章薄膜表面與界面李明麥振洪羅光明166
13.1X射線鏡面反射166
13.1.1氧化物薄膜界面166
13.1.2磁性金屬多層膜界面169
13.1.3BaTiO3/Pt 界面的“dead layer”170
13.2X射線漫散射171
13.2.1ZnTe/ZnSxTe1-x超晶格中的生長台階172
13.2.2長周期BeTe/ZnSe超晶格界面台階上的無規起伏175
13.2.3短周期BeTe/ZnSe超晶格界面的化學鍵176
13.3X射線異常衍射精細結構178
13.3.1埋層量子線178
13.3.2在金屬多層膜中的套用180
參考文獻185
第14章橫向調製結構李建華賈全傑186
14.1表面柵格結構186
14.2橫向成分調製結構190
14.3量子線結構194
14.4量子點結構199
14.5原子有序結構203
參考文獻216
第15章外延膜中的缺陷李建華李明麥振洪218
15.1倒易空間X射線散射強度分布218
15.2應變弛豫219
15.2.1晶格失配應變219
15.2.2成分梯度應變223
15.3失配位錯226
15.3.1位錯的X射線漫散射227
15.3.2低密度位錯228
15.3.3高密度位錯231
15.4X射線反射形貌術235
15.4.1Berg?Barrett反射形貌術236
15.4.2雙軸晶形貌術237
參考文獻241
第16章軟物質薄膜與界面李明羅光明242
16.1液體薄膜與界面242
16.1.1實驗方法242
16.1.2液體薄膜243
16.2固/液界面的磷脂多層膜247
16.2.1磷脂多層膜結構的X射線散射研究247
16.2.2磷脂多層膜的溶脹251
16.3表面活性劑多層膜253
16.3.1水對硬脂酸膜界面起伏的影響253
16.3.2LB膜的界面粗糙化與生長動力學255
16.4小分子及離子相關液體界面258
16.5三價態離子在水/空氣界面的結構263
參考文獻267
第17章薄膜晶體結構的表征和測定劉華俊楊平269
17.1布拉維晶胞和點陣參數的測定270
17.1.1RSV法272
17.1.2六維矢量法(G6?空間法)276
17.1.3實驗條件和解析度280
17.1.4外延薄膜結構實例284
17.1.5討論288
17.2晶粒,孿晶,調製結構和點陣參數289
17.2.1晶粒和相界290
17.2.2單斜孿晶在RSM圖上的行為291
17.2.3四方相a?疇和c?疇的行為298
17.2.4調製結構302
17.2.5四方相a?疇,c?疇的模擬和三方相納米孿晶的討論305
17.3氧八面體轉動的測定308
17.3.1鈣鈦礦結構308
17.3.2氧八面體轉動的Glazer分類309
17.3.3半指數晶面衍射法310
17.3.4結構分析實例312
17.4COBRA界面結構分析方法313
17.4.1表面衍射與晶體截斷桿314
17.4.2COBRA原理與方法315
17.4.3結構分析實例315
17.5外延薄膜的單晶結構分析315
17.5.1單晶結構分析方法316
17.5.2薄膜分析的困難316
17.5.3實驗方法與數據處理317
17.5.4結構分析實例318
17.6結語319
參考文獻320
第18章鈣鈦礦結構氧八面體畸變的X射線表征吳小山324
18.1鈣鈦礦氧化物的特殊電子結構324
18.2過渡金屬鈣鈦礦氧化物中八面體畸變的X射線表征方法329
18.3擴展X射線吸收精細結構方法338
18.4掠入射反射在界面氧八面體結構畸變中的套用346
18.4.1掠入射反射確定膜厚347
18.4.2X射線漫散射技術351
18.4.3晶體截斷桿技術352
18.5高分辨衍射技術354
18.5.1高分辨衍射354
18.5.2倒易空間X射線散射強度分布圖360
參考文獻366
第19章有機半導體薄膜晶體結構的表征張吉東370
19.1有機半導體簡介370
19.2有機半導體薄膜的受限結晶371
19.2.1有機半導體材料的結晶結構371
19.2.2有機半導體材料在薄膜中的受限結晶372
19.3有機半導體薄膜結晶結構的X射線衍射表征技術374
19.3.1常規X射線衍射技術375
19.3.2X射線掠入射衍射技術378
19.4有機半導體薄膜結晶結構的X射線衍射表征383
19.4.1有機半導體薄膜的三維結晶結構383
19.4.2歸屬有機半導體薄膜的晶型386
19.4.3有機半導體薄膜的精細結構差別389
19.4.4有機半導體薄膜的結晶度390
19.4.5有機半導體薄膜的取向表征391
19.4.6有機半導體薄膜結晶結構演變的實時表征394
參考文獻397
索引399