∆οµή Επιφανειών Κρυσταλλογραφία Επιφανειών

∆οµή Επιφανειών
¾ Κρυσταλλογραφία Επιφανειών
ƒ Ιδεώδης Επιφάνεια-Τερµατισµός
ƒ Τα 5 δι-περιοδικά πλέγµατα
ƒ Αναδόµηση-Χαλάρωση
Συµµετρία Μεταθέσεως
1δ
2δ
3δ: Κρυσταλλικό Πλέγµα
Ιδεώδης κρυσταλλική επιφάνεια
Σε πρώτη προσέγγιση (αν αγνοηθούν τα φαινόµενα επιφανειακής αναδόµησης) µπορούµε
να θεωρήσουµε ένα επιφανειακό πλέγµα σαν το διδιάστατο δίκτυο που προκύπτει όταν
ένας τρισδιάστατος κρύσταλλος κοπεί κατά µήκος συγκεκριµένου κρυσταλλογραφικού
επιπέδου
Ιδεώδης κρυσταλλική επιφάνεια
sc
(100)
(110)
(111)
fcc
bcc
Τερµατισµός Επιφάνειας
Παράδειγµα BaTiO3 (001)
Τερµατισµός σε
επίπεδα TiO2
Τερµατισµός σε
επίπεδα BaO
Ba2+
Ti4+
O2-
BaTiO3 (001)
Τερµατισµός σε
επίπεδα BaO
Τερµατισµός σε
επίπεδα TiO2
Τερµατισµός Επιφάνειας
Παράδειγµα BaTiO3 (111)
Τερµατισµός σε
επίπεδα BaO3
Τερµατισµός σε
επίπεδα Ti
Ba2+
Ti4+
O2-
BaTiO3 (111)
Τερµατισµός σε
επίπεδα BaO3
Τερµατισµός σε
επίπεδα Ti
Κρυσταλλογραφία Επιφανειών
R = n1a + n2b + n3c
V = a(b × c )
c b
a
Στην περίπτωση ενός τρισδιάστατου
πλέγµατος (lattice) η µεταφορική συµµετρία
περιγράφεται από τρία ανύσµατα a,b,c που
αντιστοιχούν στους κρυσταλλογραφικούς
άξονες.
Ο όγκος της µοναδιαίας κυψελίδας είναι
V=a(bxc) και µπορούµε να έχουµε 14
διαφορετικά πλέγµατα Bravais.
14 Πλέγµατα
Bravais
Κρυσταλλογραφία Επιφανειών
Τα 5 δι-περιοδικά πλέγµατα
T = n1a + n2b
5 διπεριοδικά Πλέγµατα
S = a×b
a
a
a
Στην περίπτωση ενός διδιάστατου επιφανειακού
δικτύου (net) η µεταφορική συµµετρία
περιγράφεται από δύο ανύσµατα a,b σε γωνία γ.
Το εµβαδό του µοναδιαίου βρόχου (mesh) είναι
S=|axb|=|a|·|b|sinγ, και µπορεί έχουµε 5
διαφορετικά δισδιάστατα περιοδικά πλέγµατα:
•Τετραγωνικό |a|=|b|, γ=90
•Ορθογώνιο απλό |a|≠|b|, γ=90
•Ορθογώνιο κεντρωµένο |a|≠|b|, γ=90
•Εξαγωνικό |a|=|b|, γ=60
•Πλάγιο |a|≠|b|, γ τυχαίο.
b
b
b
a
γ=600
b
a γ
b
a
b
Στοιχεία Συµµετρίας
Γραµµή Ολίσθησης
P2
Ειδικές και Γενικές Θέσεις (2mm)
10 Στοιχεία Συµµετρίας Σε Επιφάνεια
P3
P3m1
P31m
Οι 17 οµάδες συµµετρίας χώρου στο επίπεδο
Penrose Tiling
36+144
72+108
Χαλάρωση και αναδόµηση σε επιφάνειες
Ιδεώδης Επιφάνεια
Αναδόµηση
Μπορούµε να θεωρήσουµε ότι η δηµιουργία «ελεύθερων δεσµών» στην επιφάνεια του
κρυστάλλου έχει σαν αποτέλεσµα την αύξηση της επιφανειακής ενέργειας και µπορεί να
οδηγήσει σε αναδιάταξη των επιφανειακών ατόµων σε τρόπο ώστε να «ικανοποιούνται»
αυτοί οι δεσµοί.
Αναδόµηση σε επιφάνειες
Κατά την αναδόµηση έχουµε µετακίνηση των ατόµων του επιφανειακού στρώµατος κατά µήκος της
επιφάνειας ώστε να διαφοροποιείται η διάταξη των ατόµων σε σχέση µε αυτή των αντίστοιχων
παράλληλων κρυσταλλογραφικών επιπέδων στο εσωτερικό του κρυστάλλου. Έχουµε αλλαγή της
περιοδικότητας παράλληλα στην επιφάνεια. Στο παράδειγµα διπλασιασµός της πλεγµατικής
σταθεράς.
Ιδεώδης
Αναδοµηµένη
Χαλάρωση σε επιφάνειες
Κατά την χαλάρωση έχουµε οµοιόµορφη κίνηση των ατόµων του επιφανειακού
στρώµατος κάθετα στο επίπεδο της επιφάνειας χωρίς να διαφοροποιείται η διάταξη των
ατόµων πάνω σε αυτό το επίπεδο από αυτή των αντίστοιχων παράλληλων κρυσταλλογραφικών επιπέδων στο εσωτερικό του κρυστάλλου. Αυτή η περίπτωση είναι
συνηθέστερη στα µέταλλα.
Ιδεώδης
Χαλαρωµένη
Χρόνος Σχηµατισµού Μονοατοµικού Στρώµατος
3Å
1 aτοµo
15
2
≈
10
τοµα
a
cm
(3 A)2
1015 aτοµα cm 2 2 × 10 −6
τ=
≈
sec
P(Torr )
Φ
“RV” (760→1 Torr )
Φ= 3nsec → 2µsec
“MV” (1→10-3 Torr )
Φ= 2µsec → 0.2msec
“HV” (10-3 →10-8 Torr) Φ=0.2msec → 200sec
“UHV” (<10-8 Torr )
Φ>200sec
“UHV” (10-10 Torr )
Φ=5hrs
1 Α/sec→ 0.33 ατοµικά στρ./sec → 3 sec
Κρυσταλλικές Επιφάνειες:
Χηµική Προσρόφηση και Φυσική Προσρόφηση
Η2Ο
Ο
Η
Η
Ο
Αριθµός Σύνταξης Προσροφούµενων Ατόµων
Αναδόµηση σε καθαρή επιφάνεια /
Αναδόµηση λόγω προσρόφησης
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
H
H
Si
Si
Si
Si
H
H H
H
Si
Si
Si
Si
Si
Συµβολισµός επιφανειακής αναδόµησηςΑνάπτυξης επιστρωµάτων
Έστω ότι πάνω σε επιφάνεια που χαρακτηρίζεται από τα a,b
α) έχω επιφανειακή αναδόµηση ή
β) αναπτύσσεται επίστρωση ή
γ) προσρροφάται επιφανειακό στρώµα ατόµων
που µπορεί να χαρακτηρισθεί από τα aS,bS.
Η σχέση των a,b µε τα as,bs µπορεί να περιγραφεί από την µήτρα
µετασχηµατισµού
⎡aS ⎤ ⎡ m11
⎢ b ⎥ = ⎢m
⎣ S ⎦ ⎣ 21
ή πιο σύντοµα
⎡ aS ⎤
⎡a ⎤
⎢ b ⎥ = M ⋅ ⎢b ⎥
⎣ ⎦
⎣ S⎦
m12 ⎤ ⎡a ⎤
⋅⎢ ⎥
⎥
m22 ⎦ ⎣b ⎦
. Για τα εµβαδά των µοναδιαίων βρόχων
S = aS × bS , B = a × b , S = B det[M ]
Παραδείγµατα
Συµβολισµού Ανάπτυξης Επιστρωµάτων
⎡ as ⎤ ⎡1 0⎤ ⎡a ⎤
⎢b ⎥ = ⎢0 2⎥ ⋅ ⎢b ⎥
⎦ ⎣ ⎦
⎣ S⎦ ⎣
bS
aS
det[M ] = 2, S = 2 B,
b
(2 ×1)
a
bs
b
a
as
⎡aS ⎤ ⎡1 2 0 ⎤ ⎡a ⎤
⎢ b ⎥ = ⎢ 0 3 2⎥ ⋅ ⎢b ⎥
⎦ ⎣ ⎦
⎣ S⎦ ⎣
⎛1 3⎞
det[M ] = 3 4, S = 0.75 ⋅ B, ⎜ × ⎟
⎝2 2⎠
Εµβαδόν Μοναδιαίας Κυψελίδας
⎡aS ⎤ ⎡ m11
⎢ b ⎥ = ⎢m
⎣ S ⎦ ⎣ 21
m12 ⎤ ⎡a ⎤
⋅⎢ ⎥
⎥
m22 ⎦ ⎣b ⎦
S = aS × bS , B = a × b , S = B det[M ]
S = a1S × a2 S = (m11a1b + m12 a2b )× (m21a1b + m22 a2b ) =
(m11m21 (a1b × a1b ) + m11m22 (a1b × a2b ) + m12 m21 (a2b × a1b ) + m12 m22 (a2b × a2b )) =
(0 + m11m22 (a1b × a2b ) − m12 m21 (a1b × a2b ) + 0) = m11m22 − m12 m21 ⋅ a1b × a2b =
det[M ] ⋅ B
Συµβολισµός Wood
⎛ as bs ⎞ 0
× ⎟⎟ Rϕ
S (hkl )κ ⎜⎜
b ⎠
⎝ a
S=χηµική σύνθεση
hkl= κρυσταλλογραφικός προσανατολισµός
κ=p ή c (στοιχειώδες, κεντρωµένο)
(m×n)=λόγοι των µέτρων διανυσµάτων πλέγµατος
επιφάνειας/µάζας
Rφ0= Γωνία σχετικής στροφής πλέγµατος
επιφάνειας/µάζας
Παραδείγµατα
Συµβολισµού Ανάπτυξης Επιστρωµάτων
⎡ aS ⎤ ⎡2 0⎤ ⎡a ⎤
⎢ b ⎥ = ⎢0 2⎥ ⋅ ⎢b ⎥
⎦ ⎣ ⎦
⎣ S⎦ ⎣
bS
aS
Wood’s: fcc(100) (2X2)
b
a
⎡ aS ⎤ ⎡2 0⎤ ⎡a ⎤
⎢ b ⎥ = ⎢0 2⎥ ⋅ ⎢b ⎥
⎦ ⎣ ⎦
⎣ S⎦ ⎣
bS
bS
fcc(100)c(2X2)
aS
aS
b
a
⎡aS ⎤ ⎡1 − 1⎤ ⎡a ⎤
⎢ b ⎥ = ⎢1 1 ⎥ ⋅ ⎢b ⎥ fcc(100) (√2X√2)R45
⎦ ⎣ ⎦
⎣ S⎦ ⎣
Παραδείγµατα
Συµβολισµού Ανάπτυξης Επιστρωµάτων
fcc(111) (2x1)
fcc(110) (2x1)
Παραδείγµατα
Συµβολισµού Ανάπτυξης Επιστρωµάτων
fcc(111) (√3x√3)R30
aS
a
r r r
as = a + b ⇒
b
bS
as = a 2 + b 2 + 2ab cos 60 = a 2 + a 2 + 2aa ⋅ 0.5 = 3 ⋅ a
r
r
r
bs = − a + 2b
bs = a 2 + 4b 2 − 4ab cos 60 = a 2 + 4a 2 − 4aa ⋅ 0.5 = 3a 2 = 3 ⋅ a
Παραδείγµατα
Συµβολισµού Ανάπτυξης Επιστρωµάτων
⎡aS ⎤ ⎡ 1 1 ⎤ ⎡a ⎤
⎢ b ⎥ = ⎢ − 2 2⎥ ⋅ ⎢b ⎥
⎦ ⎣ ⎦
⎣ S⎦ ⎣
b
bS
a
det[M ] = 4, S = 4 B
Woods :
aS = 2 a ,
bS = 2 2 b
Pt (100)( 2 × 2 2 ) R 450
as
aν
a=b
r r r
as = a + b ⇒ as = a 2 + b 2 = 2 ⋅ a
r
r
r
bs = −2a + 2b ⇒ bs = 4a 2 + 4b 2 = 8a 2 = 2 2 ⋅ a
Παραδείγµατα
Συµβολισµού Ανάπτυξης Επιστρωµάτων
Graphite(001) (√7x√7)Rarctan[√3/5]
a
a
2
=
S
b
bS =
b
+
a
-a +
3b
⎡ a S ⎤ ⎡ 2 1⎤ ⎡ a ⎤
⎢ b ⎥ = ⎢− 1 3⎥ ⋅ ⎢b ⎥
⎦ ⎣ ⎦
⎣ S⎦ ⎣
r
r r r
r r
as = 2a + b , bs = − a + 3b ⇒
as =
bs =
(2a )2 + b 2 + 2(2a )b cos 60 =
2
a 2 + (3b ) − 2a(3b ) cos 60 =
(
)
4a 2 + a 2 + 4aa ⋅ 0.5 = 7 ⋅ a
a 2 + 9a 2 − 6aa ⋅ 0.5 = 7 ⋅ a
r r
r r r
a ⋅ as
a ⋅ 2a + b 2a 2 + a 2Cos 60
5
=
=
Cosφ = r r =
a ⋅ as
7 ⋅ a2
7 ⋅ a2
2 7
2
3
25
3
3
⎛ 5 ⎞
Sinφ = 1 − ⎜
=
=
⇒ tan φ =
⎟ = 1−
5
28
28 2 7
⎝2 7 ⎠
Αναδόµηση σε επιφάνειες
µονοκρυστάλλων Χρυσού
Αναδόµηση σε επιφάνειες
µονοκρυστάλλων Χρυσού
Αναδόµηση σε επιφάνειες
µονοκρυστάλλων Χρυσού
Si(111) (7x7)
∆οµή Επιφανειών
¾ Τεχνικές Χαρακτηρισµού Επιφανειών: Ευαισθησία
και Επιλεκτικότητα
¾ Γεωµετρίες Σκεδάσεως – Τεχνικές
¾ Ανάστροφο Πλέγµα Περίθλαση από επιφάνειες
ƒ Σφαίρα Ewald
ƒ Εφαρµογή σε LEED/RHEED
Επιφανειακές Τεχνικές: Ευαισθησία
1cm2 → 1015 άτοµα,
1cm3 → 1023 άτοµα,
1% → 1013 άτοµα
1013/1023=10-10=0.1 ppb
Επιφανειακές Τεχνικές: Επιφανειακή
Επιλεκτικότητα, Βάθος ανίχνευσης
X-Rays
electrons
Hydrogen Ions
Carbon Ions
Argon Ions
5
10
Depth in Fe target (nm)
4
10
CuKa
K
3
10
L
2
10
1
10
0
10
0.1
1
Energy (keV)
10
100
Επιφανειακή Επιλεκτικότητα
Ιόντα
Ηλεκτρόνια
Ακτίνες-Χ
Νετρόνια
Ηλεκτρόνια Υψηλής Ενέργειας
GID,RHE
ED
nm
µm
Ελαστική σκέδαση και περίθλαση
Ελαστική σκέδαση
k1
|k2|=|k1|
+ Συµβολή=
Περίθλαση
Πληροφορία για δοµή
•Φωτόνια (XRD)
•Ηλεκτρόνια (ED)
•Νετρόνια (Neutron Diffraction)
•Ιόντα
Μη Ελαστική σκέδαση
Συλλογικές διεγέρσεις
ω(k)
k2
k1
k,ħω
•Raman,
•Inelastic Neutron Scattering
∆ιέγερση ατόµων
Χηµική ανάλυση+Τοπική ∆οµή
ΧPS,UPS,EELS…
Το άνυσµα σκέδασης
ΕΛΑΣΤΙΚΗ
k0 = k =
2π
λ
-k0
Q=k0-k
θ
k0
k
θ
θ
Q = 2k =
4π
λ
sin θ
Τι µεγέθους δοµές βλέπουµε µε την σκέδαση;
nλ = 2d sin θ , λ = 0.154nm
d = 0.2nm ⇒ 2θ = 45.30 , Q = 31.4nm −1
d = 5nm ⇒ 2θ = 1.760 , Q = 1.25nm −1
10
10
8
10
7
10
6
10
5
10
4
10
3
10
2
[Ru(1.5 nm)/Ni(4.5 nm)]8
3
10
GIXRD Ru
002
101
XRR
9
102
100
10
Reflectd Intensity
4
10
Counts
10
2
10
0
1
2
3
4
2θ
5
6
7
8
35
40
45
50
2θ (deg)
55
60
65
Γεωµετρίες Σκεδάσεως - Τεχνικές
Σκέδαση Μικρής Γωνίας Πρόσπτωσης
(GID= Grazing Incidence Diffraction)
GIXD, GIND
Q
Q
k0
k
k0
θ
θ
Ανακλαστικότητα (Reflectivity)
XRR
Neutron Reflectivity, PNR
Q
k0
k
k
k0
Q
Q
k
k
Σκέδαση Μικρής Γωνίας
(SAS= Small Angle Scattering)
SAXS, SANS
Περίθλαση και ανακλαστικότητα ακτίνων-X
Περίθλαση ακτίνων-X από
πολυστρωµατικά υµένια
[YBa2Cu3O7(1)/PrBa2Cu3O7(6)]12
XRR
XRD
0
1
-1
-2
[Fe30/Cr12]10
2
⎛ λ ⎞ 2
2
sin 2 θ = ⎜
⎟ n + sin θ C
⎝ 2Λ ⎠
2⋅
sin θ
λx
2
3
1 n
= ±
d Λ
Μη κατοπτρική Σκέδαση
φ = 0,θ i = θ f = 0 ⇒
Qx = 0, Q y = 0, Qz = 2k sin θ = (4π λ )sin θ
Μη κατοπτρική Σκέδαση
Ανάστροφο πλέγµα
Τρισδιάστατο-Επιφάνειας
b*
c* b*
a*
a*
G hkl = ha * + kb * +lc *
g hk = ha * + kb *
b×c ⎫
a(b × c ) ⎪⎪
aa* = 2π , ab* = 0, ac* = 0
c×a ⎪
b* = 2π
⎬ ba* = 0, bb* = 2π , bc* = 0
a(b × c ) ⎪
ca* = 0, cb* = 0, cc* = 2π
a×b ⎪
c* = 2π
⎪
a(b × c ) ⎭
b×n ⎫
a × b ⎪⎪ aa* = 2π , ab* = 0
n × a ⎬ ba* = 0, bb* = 2π
⎪
b* = 2π
a × b ⎪⎭
a* = 2π
a* = 2π
Σχέση Ορθού-Ανάστροφου
δισδιάστατου πλέγµατος
a
a*
0
9
b*
γ
γ
90-γ
b
ab* = 0 ⇒ b* ⊥ a
ba* = 0 ⇒ a* ⊥ b
2π
⎛π
⎞
aa* = 2π ⇒ a a * cos⎜ − γ ⎟ = a a * sin (γ ) = 2π ⇒ a * =
a sin γ
⎝2
⎠
2π
⎛π
⎞
bb* = 2π ⇒ b b * cos⎜ − γ ⎟ = b b * sin (γ ) = 2π ⇒ b * =
b sin γ
⎝2
⎠
γ * = 180 − γ
Συνθήκη περίθλασης: Σφαίρα του Ewald
Συνθήκη Σκέδασης
∆k=k-k0=ghkl
(hkl)
k
2θ G
2π/c
k0
(000)
2π/a
2π/b
Η συνθήκη περίθλασης δέσµης (π.χ. ακτίνων-Χ,
ηλεκτρονίων) που περιγράφεται από κυµατάνυσµα
k0 από περιοδικό πλέγµα µπορεί να εκφραστεί σαν
την απαίτηση το άνυσµα σκέδασης k-k0 να είναι
άνυσµα του αντιστρόφου πλέγµατος
k-k0=Ghkl.
Κατά την ελαστική σκέδαση έχουµε |k|=|k0|. Η
συνθήκη περίθλασης µπορεί να απεικονισθεί µε την
γεωµετρική κατασκευή της σφαίρας του Ewald:
Σχεδιάζουµε σφαίρα ακτίνας k0=2π/λ και κέντρο την
αρχή του ανύσµατος k0,όταν αυτό τοποθετείται έτσι
ώστε η κορυφή του να συµπίπτει µε το σηµείο
(0,0,0) του ανάστροφου χώρου. Τότε η συνθήκη
k-k0=Ghkl θα πληρείται για τα σηµεία της επιφάνειας
της σφαίρας τα οποία συµπίπτουν µε κάποιο σηµείο
του αντίστροφου πλέγµατος. Το κάθε ένα από αυτά
θα δίνει περίθλαση προς την κατεύθυνση του k που
προέρχεται από τα επίπεδα [hkl].
Σφαίρα Ewald και νόµος Bragg
ΕΛΑΣΤΙΚΗ
k
2θ
k0
2π/c
k
G
θ
(002)
(001)
(101)
(1 00) (000) (100)
(1 0 1 ) (00 1 ) (10 1 )
2π/a
Ghkl
2π
=
d hkl
k = k0
2π
λ
Ghkl
k0
Ghkl = 2 k0 sin θ ⇒
2π
2π
=2
sin θ ⇒
λ
d hkl
λ = 2d hkl sin θ
Συνθήκη περίθλασης από επιφανειακό πλέγµα
(hkl)
k
k
2θ G
k0
2π/c
k0
(000)
2π/a
2π/b
c→∞, c*→0
2π/b
2π/a
Ένα δισδιάστατο πλέγµα µπορεί να ληφθεί σαν οριακή περίπτωση του τρισδιάστατου a,b,c όταν
c→∞. Τότε το c* που είναι ανάλογο του 2π/c τείνει στο µηδέν. Αυτό σηµαίνει ότι κατά την
διεύθυνση του άξονα c* τα σηµεία θα έλθουν σε απειροελάχιστη απόσταση µεταξύ τους
σχηµατίζοντας συνεχείς γραµµές τις οποίες τις φανταζόµαστε σαν ένα δυσδιάστατο πλέγµα από
«ράβδους» κάθετες στο επίπεδο των a*, b*. Η συνθήκη k-k0=Ghk πληρείται για τα σηµεία που οι
ράβδοι τέµνουν την επιφάνεια της σφαίρας του Ewald.
Σφαίρα του Ewald για LEED
Ράβδοι
LEED spots
∆είγµα
Προσπίπτουσα
LEED
Ράβδοι
LEED spots
∆είγµα
Προσπίπτουσα
Σφαίρα του Ewald για LEED
2π d // 2π d //
λ
=
=
sin θ = sin ϕ =
2π λ d //
k
sin θ =
λ
a
h2 + k 2
θ
φ
θ
2π
d //
κ0
∆είγµα
h2 k 2
sin θ = λ 2 + 2
a
b
Ράβδοι
LEED
Ni(111) λ=0.086, Ε=205eV
Μετά από Απορρόφηση Η
Σφαίρα Ewald για ηλεκτρόνια
χαµηλής και υψηλής ενέργειας
•
•
Στην περίπτωση περίθλασης ηλεκτρονίων το µήκος κύµατος
deBroglie λ=h/p µπορεί να υπολογιστεί από την κινητική τους
ενέργεια Ε=p2/2m που είναι ίση µε eV όπου V είναι το δυναµικό
επιτάχυνσης της δέσµης. λ=h/√(2meV).
Για V της τάξης των 100keV οι ταχύτητες των ηλεκτρονίων φτάνουν
τα 164000km/sec και εποµένως γίνονται συγκρίσιµες µε την ταχύτητα
του φωτός: Πρέπει να χρησιµοποιήσουµε τον αντίστοιχο σχετικιστικό
τύπο για την ενέργεια E2=p2c2+m2c4. Η συνολική ενέργεια Ε πρέπει
να θεωρηθεί σαν το άθροισµα της ενέργειας mc2 που αντιστοιχεί στην
µάζα ηρεµίας και της κινητικής που αποκτούν επιταχυνόµενα από το
δυναµικό, δηλαδή Ε=mc2+eV. Με βάση αυτά µπορούµε να
αποδείξουµε
λ=
h
=
p
h
eV ⎞
⎛
2meV ⎜1 +
2 ⎟
⎝ 2mc ⎠
Σφαίρα Ewald για ηλεκτρόνια
χαµηλής και υψηλής ενέργειας
λ=
LEED
100eV
h
=
p
h
RHEED,
eV ⎞
⎛
2meV ⎜1 +
2 ⎟
⎝ 2mc ⎠ 100keV
λ = 0.12nm, k 0 = 50nm −1
λ = 0.0037nm, k 0 = 1700nm −1
φ
k0
2π/a
TEM
k0
φ
2π
2π
=
≈ 20nm −1
a 0.3nm
η επιφάνεια της σφαίρας του Ewald είναι
ουσιαστικά επίπεδη σε σχέση µε τις
αποστάσεις του ανάστροφου πλέγµατος.
Γεωµετρία RHEED
φ≈10
Σφαίρα του Ewald για RHEED
Ewald
Ράβδοι
RHEED
streaks
Προσπίπτουσα ∆είγµα
RHEED και επιφανειακή τραχύτητα
(surface roughness)
“streaking”
“bulk scattering”
In-situ RHEED
Γεωµετρία Περίθλασης RHEED
t G//
t 2π d //
t
L
λ
≈
⇒ ≈
⇒ ≈
⇒ d // = λ
L k0
L 2π λ
L d //
t
Παράδειγµα Αu(001)/MgO(001)
Rickard J. Phys. D: Appl. Phys. 38 (2005) 1047–1054
Πολυκρυσταλλικά-Επιταξιακά Υµένια
Ανακλάσεις Υπερδοµής
Ανακλάσεις Υπερδοµής
Παραδείγµατα υπολογισµού
αντίστροφου δικτύου σε υπερδοµές
bS
bS
bS
aS
aS
b
a
b
aS
b
a
a
bS*
bS*
aS*
aS*
b*
b*
a*
bS*
a*
aS*
b*
a*