反射高能电子衍射在薄膜生长中的表面分析

序言

前言

第1章 固体表面与表面分析方法

1.1 表面的定义与分类

1.1.1 表面的定义

1.1.2 表面的分类

1.1.3 清洁表面

1.2 表面分析方法

1.2.1 扫描隧道显微镜和原子力显微镜

1.2.2 电子显微镜

1.2.3 X射线衍射

1.2.4 低能电子衍射

1.3 RHEED的回顾与发展

1.3.1 早期实验中的静态分析

1.3.2 RHEED在薄膜生长过程中的应用

1.3.3 RHEED的发展

参考文献

第2章 表面原子结构与倒易点阵

2.1 二维晶体学

2.1.1 二维晶体的周期性

2.1.2 二维晶体的对称性及点群

2.1.3 平面群

2.1.4 倒易点阵

2.2 理想表面的原子结构

2.2.1 晶面与晶向

2.2.2 面心立方结构

2.2.3 体心立方结构

2.2.4 纤锌矿结构

2.3 清洁表面的原子结构

2.3.1 台阶表面模型

2.3.2 表面重构

2.3.3 表面弛豫

参考文献

第3章 RHEED的构造与原理

3.1 超高真空系统与清洁表面准备

3.1.1 超高真空的获得

3.1.2 薄膜制备系统

3.1.3 清洁表面的准备

3.2 电子光学系统

3.2.1 电子枪

3.2.2 电子的波长

3.2.3 采集系统

3.3 高能电子与固体表面的作用

3.3.1 原子对电子的散射

3.3.2 晶体对电子的衍射

3.3.3 折射

3.4 RHEED的衍射原理

3.4.1 反射和透射

3.4.2 RHEED衍射谱特征

参考文献

第4章 RHEED衍射谱的标定

4.1 单晶衍射谱的标定

4.1.1 立方晶体表面

4.1.2 消光与二次衍射

4.1.3 密堆六方晶体表面

4.2 孪晶衍射谱的标定

4.2.1 畴结构的外延

4.2.2 近重位点阵模型

4.2.3 孪晶衍射谱

4.3 准晶衍射谱

4.3.1 准晶薄膜

4.3.2 退火制备准晶

4.3.3 准晶衬底上的外延生长

4.4 多晶衍射谱的标定

4.4.1 随机取向多晶薄膜

4.4.2 择优取向多晶薄膜

4.5 菊池线

参考文献

第5章 RHEED对薄膜生长动力学的分析

5.1 外延生长过程中的晶格

5.1.1 衍射强度分布

5.1.2 衍射条纹间距计算

5.1.3 晶格应变与弛豫

5.2 薄膜外延生长动力学

5.2.1 生长模式

5.2.2 二维生长模式与Matthews-Blakeslee公式

5.2.3 临界厚度的实验观察

5.2.4 生长模式之间的竞争

5.2.5 SK生长模式的实验观察

5.2.6 SK生长模式下的面内面外晶格的精确计算

5.2.7 压应力与张应力的比较

5.3 多晶薄膜取向的分析

5.3.1 单轴织构薄膜的电子衍射

5.3.2 衍射强度的弧度分布

5.3.3 双轴织构薄膜的电子衍射

5.4 织构薄膜生长动力学

5.4.1 单轴织构

5.4.2 双轴织构

参考文献

第6章 RHEED强度振荡

6.1 基本原理

6.1.1 原始模型

6.1.2 层与晶胞

6.1.3 晶格振荡与衍射条纹宽度的振荡

6.2 沉积条件对强度振荡的影响

6.2.1 生长温度

6.2.2 沉积速率

6.2.3 气氛

6.3 表面弛豫

6.3.1 RHEED振荡与表面弛豫

6.3.2 表面扩散活化能

6.3.3 间歇式层状生长

6.4 相位移

6.4.1 实验现象

6.4.2 影响因素

6.4.3 理论模型

参考文献

第7章 RHEED的新应用

7.1 高压RHEED的应用

7.1.1 背景与要求

7.1.2 技术与应用

7.2 RHEED的表面极图

7.2.1 引言

7.2.2 RHEED极图的构建

7.2.3 在织构薄膜分析的应用

7.2.4 RHEED Φ扫描在外延薄膜中的应用

7.2.5 与XRD极图的对比

7.3 RHEED在量子结构中的分析

7.3.1 引言

7.3.2 量子点几何与RHEED形状

7.3.3 量子结构的形成机制

参考文献

《反射高能电子衍射在薄膜生长中的表面分析》以固态薄膜表面为研究对象，主要论述了反射高能电子衍射在监测薄膜生长中的应用。本书从表面晶体学和表面结构形貌分析的原理与方法出发，基于反射电子衍射原理，介绍了其衍射图案的标定、强度振荡及在薄膜生长动力学中的定量分析，最后还总结了近年来反射高能电子衍射的一些新应用。本书注重物理图像的说明，易于理解，较为实用。
《反射高能电子衍射在薄膜生长中的表面分析》可作为从事薄膜材料及器件、表面物理研究的高校教师与研究生教学用书，也可供相关专业师生、科研人员与技术人员参考使用。