基于同步辐射白光形貌术和X射线迹线法的6H-SiC单晶结构缺陷研究

[目的]SiC材料结构缺陷的检测和控制是实现材料应用的关键环节,因此本文对6H-SiC单晶中的结构缺陷进行研究。[方法]采用同步辐射白光形貌术观察6H-SiC单晶中的基本螺位错和基平面弯曲,并利用X射线迹线法模拟基本螺位错的形貌和基平面弯曲后衍射斑点的形状。[结果]6H-SiC单晶中的典型结构缺陷之一为基本螺位错,它的形貌特征为白色的圆斑;由于热弹应力的存在,6H-SiC单晶在生长过程中容易发生基平面弯曲,结果导致衍射斑点的形状发生改变。[结论]同步辐射白光形貌术和X射线迹线法可以用于检测6H-SiC单晶结构缺陷;样品的基本螺位错密度为1.56×10~4/cm^2,基平面弯曲半径近似为1m。

KTa＿（1－x）Nb＿xO＿3晶体的同步辐射X射线白光形貌术研究

利用北京同步辐射光源，对居里点在室温附近的掺铁钽铌酸钾光折变晶体进行了Ｘ射线白光形貌术研究．观察显示，晶体内部除了杂质偏析物和一组沿［０１０］方向的生长层外，还有一组与之正交的畴组态，后者被发现不满足一般面缺陷的衬度消光规律，仅有异常散射效应揭示其衬度．利用同步辐射波长的可调谐性，揭示了该组畴随波长改变其衍时衬度变化的规律，而且畴的衍射强度被发现违背Ｆｒｉｅｄｅｌ定律．依据实验证据，这组畴被确认为１８０°铁电畴．对畴形成原因和晶体生长特性进行了讨论．

同步辐射X射线形貌术在晶体生长和缺陷研究中的应用

本文介绍了同步辐射光源的特点 ,以及在应用于X射线形貌术时带来的各种好处。并通过介绍在北京同步辐射装置上所做的若干实验成果 ,扼要叙述了同步辐射X射线形貌术在晶体缺陷研究和晶体生长中的应用。

同步辐射X射线形貌术在宝石学中的应用

简要介绍了X射线衍射形貌术实验技术及北京同步辐射实验室形貌站的实验技术。通过举例,扼要叙述了同步辐射X射线形貌术在宝石级晶体缺陷研究中的应用。

同步辐射X射线形貌术在晶体生长和缺陷研究中的应用

X射线形貌术是利用X射线在晶体中传播及衍射的动力学原理 ,根据晶体中完美部分和不完美部分衍射衬度的变化和消光规律 ,研究晶体微观结构缺陷的一种有效方法 ,与其他方法相比 ,它的优点是可直观地对较大块的晶体及其器件作非破坏性的整体内部观察。它的缺点是曝光的时间长 ,分辨率没有电镜高。同步辐射光源的使用不仅克服了常规X射线形貌术曝光时间长的缺点 ,也可提高形貌像的分辨率 ,尤其重要的是它为研究材料的结构相变和晶体生长中缺陷的形成、迁移及再结晶等动态变化过程提供了可能 ,从而为X射线形貌术这一古老技术注入了新的活力。北京正负电子对撞机提供的同步辐射已实现电子能量 2 .2GeV、电子束流 1 0 0mA ,这时的同步辐射功率为 2 1kW ,光源中心亮度为 1 0 13 ～ 1 0 14 phs/(s·mm2 ·mrad2 ·0 .1 %BW ) (光子能量 =5 .9keV处 ) ,比常规转靶X光机的特征谱高度高出 1 0 0 0倍以上 ,可以利用的光子能量为 1 0eV～2 5keV。在北京同步辐射装置 (BSRF)上已建立了 1 1个从真空紫外到硬X射线波段的实验站 ,X射线形貌学实验站就是其中一个。同步辐射的强连续谱提供了拍摄白光形貌相的条件 ,可快速拍摄众多衍射矢量 ,一次拍摄定出Burger’s矢量 ,并可进行动态形貌的实时观察和再结晶过程的研究。白光?

同步辐射X射线形貌术在晶体生长和缺陷研究中的应用

本文介绍了同步辐射光源的特点，以及在应用于X射线形貌术时带来的各种好处。并通过介绍在北京同步辐射装置上所做的若干实验成果，扼要叙述了同步辐射X射线形貌术在晶体缺陷研究和晶体生长中的应用。

同步辐射白光形貌术定量计算晶体的残余应力

提出了一种利用同步辐射白光形貌术定量计算晶体残余应力的方法。晶体的残余应力与晶格畸变之间存在定量关系,衍射斑点的畸变程度可以反映晶格的畸变量,据此可以计算晶体中的残余应力。文中以碳化硅单晶样品残余应力的定量计算作为实例,展示了实验方法和计算过程。结果表明该样品的残余应力以正应力为主。

人造金刚石晶体缺陷的同步辐射X射线衍射形貌像浅析

利用同步辐射X射线对人造金刚石晶体缺陷进行了形貌学研究,实验采用了透射 (劳埃 )形貌术和反射形貌术两种方法。所得的X射线透射劳埃图上大部分斑点分别分布在四条主晶带上,经分析发现,该金刚石晶体主要的晶体缺陷为位错,并推导出晶体内部存在Frank不全位错。该晶体的反射形貌像中位错呈网状分布,说明其表层缺陷多于内部缺陷。此外,由形貌像分析发现该人造金刚石晶体的晶体缺陷明显少于天然金刚石。

用同步辐射实现X射线干涉技术的实验研究

根据Ｘ射线干涉的特点，制出ＬＬＬ型Ｘ射线干涉器件。Ｘ射线源选用同步辐射光，充分利用其强度大、波长丰富和准直性好的优点，在北京同步辐射实验室（ＢＳＲＬ）利用４Ｗ１Ａ束线进行了Ｘ射线干涉实验，在拍摄的底片上比较清楚地观察到了Ｘ射线干涉条纹。

Si/SiGe/Si-SOI异质结构的同步辐射双晶貌相术和高分辨三轴晶X射线衍射

运用同步辐射双晶貌相术结合高分辨三轴晶X射线衍射对经原位低温热处理的Si/SiGe/Si SOI异质结构进行研究,发现Si层(004)衍射峰两侧半高宽(FWHMs)处同步辐射双晶形貌像特征存在明显差异.对同步辐射双晶摇摆曲线中Si层(004)衍射峰的不对称性给予了解释,同时阐明了高分辨三轴晶X射线衍射2θω扫描曲线中Si层(004)衍射双峰与Si层衍射结构的对应关系.

同步辐射背反射白光形貌术观察6H-SiC单晶中的小角晶界和微管

利用同步辐射X射线形貌术对升华法生长的6H-SiC(0001)晶片中的小角晶界与微管缺陷进行了研究。小角晶界在同步辐射中的形貌成直线沿〈11-00〉方向分布。根据螺位错附近的应变场和衍射几何,模拟了基本Burgers矢量大小的螺位错在同步辐射形貌像中的衍衬像,模拟结果与实验结果符合较好。据此指认了基本螺位错,并确定了微管Burgers矢量的大小。

同步辐射白光形貌术观察SiC单晶中的微小多型结构

采用同步辐射白光形貌术观察了6H和4H-SiC单晶片中的微小多型结构。基于透射同步辐射形貌术的衍射几何和晶片的取向,计算了SiC晶体中3种主要多型在Lane像中对应不同反射的成像位置,并与实际结果进行了比较。鉴别出6H和4H-SiC单晶中分别存在着少量的4H-SiC和15R-SiC多型的寄生生长。

同步辐射白光形貌术表征RbTiOAsO_4晶体中的生长缺陷

KTiOPO4(KTP)是著名的非线性光学晶体 ,它有许多优良的物理性质 ,如 :高非线性光学系数 ,宽光学透明范围 ,高激光损伤阈值。因此KTP晶体十分适合于制作小型蓝绿激光器和光参量振荡器。最近一些研究者试图把KTP晶体的应用范围扩大到中红外波段的光参量振荡器 ,但KTP晶体在 4.3μm和 3.5 μm处的光吸收严重降低振荡器的输出功率。对比之下 ,RbTiOAsO4(RTA)晶体在 3～ 5 μm波段无任何光吸收。从这个意义上来说 ,RTA晶体是制作红外光参量振荡器的理想材料。在这里我们主要报道利用同步辐射白光形貌术结合化学腐蚀法检测RTA晶体中缺陷的一些结果。为了解籽晶对晶体生长质量的影响 ,采用同步辐射白光形貌观察一片包含籽晶在内的( 0 0 1 )晶片。结果表明 :生长扇界是该晶片中的主要缺陷 ,它在形貌像中显示很强的X射线运动学衬度 ,而生长条纹的衬度很弱。此外 ,一些位错在籽晶的成帽区和生长扇界上成核。大部分位错沿 [1 0 0 ]方向 ,根据位错在不同衍射形貌像中的衬度 ,其Burgers矢量被确定为 [0 0 1 ],因此位错具有典型的刃型特征。从能量角度考虑 :Burgers矢量沿 [0 0 1 ]方向 ,位错线具有较低的能量 ,因为该方向的矢量长度要低于 [1 0 0 ]和 [0 1 0 ]方向。( 1 0 0 )晶片远离籽晶 ,该晶片几乎是无位错的 。

应用同步辐射白光形貌术研究Nd:SGG晶体的缺陷

应用同步辐射X射线形貌术对坩埚下降法生长的Nd:SGG晶体的缺陷进行了研究。观察到该晶体中存在较为明显的镶嵌结构晶界缺陷和位错缺陷,并分析了上述缺陷的形成原因。对提高Nd:SGG晶体质量、改进生长工艺具有一定的参考价值。

金刚石晶体缺陷的同步辐射白光形貌术研究

利用同步辐射的荧光分析和白光形貌术对天然金刚石晶体进行了观察与分析．结果发现，金刚石晶体中存在有多种杂质元素和许多微缺陷，如位错、亚结构和孪晶界等．本文重点分析位错的类型及其特征量，并对实验结果进行了讨论．

LiTaO_3晶体同步辐射白光形貌术的完整性研究

钽酸锂晶体(LiTaO3)是一种典型的非化学计量比晶体,通常使用的同成分LiTaO3的n(Li)∶n(Ta)约为48.6∶51.3.从同成分熔体中提拉生长同成分LiTaO3,采用同步辐射白光形貌术对同成分LiTaO3的完整性进行分析,结果表明:同成分LiTaO3中存在较多的小角晶界.讨论了小角晶界在晶体中的分布,分析了其形成原因和改进方法;同时采用同步辐射白光形貌术进一步观察到同成分LiTaO3中组分不均匀,采用DTA(差热分析法)分析组分不均匀区域,结果显示组分不均匀区域的Curie(居里)温度不同,这表明晶体中Li+分布不均匀.

采用同步辐射X射线衍衬貌相术原位实时观察单晶Cu─Zn─Al形状记忆合金的马氏体相变过程

采用高强度同步辐射白光束ｘ射线衍衬貌相术原位实时研究了单晶Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ形状记忆合金的马氏体相变，跟踪了马氏体变体随温度循环的演变过程。结果表明，马氏体变体首先在非完整晶区形核；由于马氏体变体之间及马氏体变体与母相之间的相互作用，使某些区域造成高度紊乱，经一次循环后，在这些区域留下了新的晶体缺陷，但是亚晶结构与原始状态一致。

利用同步辐射形貌术研究晶体缺陷的实验方法探讨

利用同步辐射 X射线形貌术研究晶体缺陷 ,是近年来发展起来的一种优良的实验方法 .本文在研究LNP等晶体缺陷的同时 ,对这种实验方法进行了系统的探讨 ,讨论了散射光的消除、焦距的选择、样品的透明度与厚度、曝光的时间、底片的冲洗等问题 。

Ⅰa型褐色金刚石结构缺陷的同步辐射白光形貌特征

同步辐射白光形貌术具有射线强度大、准直性好、摄谱时间短、分辨率高等特点,是无损研究晶体缺陷的有效工具.采 用该方法对产自山东蒙阴、辽宁瓦房店和湖南沅江3个矿区的31颗典型金刚石样品进行了研究.白光形貌像揭示,金刚石 中普遍存在晶体结构畸变的特征,并且变形程度不等,部分严重变形晶体具有异常劳埃衍射式样;其衍射斑点的形态、衬度 及条纹变化反映了金刚石晶体结构变形的程度和复杂性.晶格的完整性与金刚石的褐色强度无明显相关性.该类结构缺陷 与金刚石的复杂形成过程和深部保存条件有关.