X-ray diffraction
The strain and stress along the caxis:
e c0 c c0
2c13cc1333(c11c12)e
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20
X-ray diffraction
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21
X-ray diffraction
小结
用途：分析晶体结构。 原理：Bragg定律。 特点：a.可分析晶体取向以及结晶程度。
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General idea and category
Depth: elliptical polarization Structure：XRD、LEED、RHEED、TEM Composition：XPS、UPS、AES Surface topography: SEM、SPM Optics：UV-Vis Electricity: Hall、I-V、C-V
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8
General idea and category
AES (Auger electron spectroscopy)俄歇电子能谱 LEED (low energy electron diffraction)低能电子衍射 MEED (medium energy electron diffraction)中能电子衍射 RHEED ( reflection high energy electron diffraction)反射高能
16
X-ray diffraction
2θ=34.40,accordi ng to ZnO (002) peak
XRD spectra of ZnO (002) peak deposited on glass.
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X-ray diffraction
The intensity of the peak
(XPS)
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2
Introduction
薄膜(thin film)材料是相对于体材料而 言的，是人们采用特殊的方法，在体材 料的表面沉积或制备的一层性质与体材 料性质完全不同的物质层。
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3
Introduction
在各种薄膜制备与使用过程中，普遍关心 以下几个方面：
（1）薄膜的厚度测量； （2）薄膜结构和表面形貌的表征； （3）薄膜成分的分析。
1
e4 3 2
I 32R I0 m2c4 V02 VFHKLP
1cos2 2 2M
• sin2 cos e
A( )
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X-ray diffraction
The full width at half maximum
Scherrer equation:
D k
co s
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A typical spectrum of silver.
电子衍射 RBS (Rutherfold backscattering)卢瑟福背散射 SEM (scanning electron microscopy)扫描电子显微镜 SIMS (secondary ion mass spectroscopy)二次离子质谱 TEM (transmission electron microscopy)透射电镜 UPS (ultra-violet photoelectron spectroscopy)紫外光电子谱 XRD (x-ray diffraction) X射线衍射 XPS (x-ray photoelectron spectroscopy) X射线光电子谱 STM (scanning tunnel microscopy) 扫描隧道显微镜 AFM (atomic force microscopy) 原子力显微镜
薄膜材料的表征方法（一）
ANALYTICAL TECHNOLOGIES OF THIN FILMS（1）
谭永胜 2004.11.1
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1
Abstract
Introduction General idea and category X-ray diffraction (XRD) X-ray photoelectron spectroscopy
b.空间分辨本领较低。
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X-ray photoelectron spectroscopy
Photoelectric effect:
Ek hvEB
Electron Spectroscopy for Chemical Analysis（ESCA）
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X-ray photoelectron spectroscopy
对于不同用途的功能薄膜材料，还需测量 其电学、光学、声学、力学、热学、磁学 等性质。
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4
General idea and category
General idea: beam in and beam out。
通过探测出射粒子 流的强度分布以及 q\m、E、θ、φ 等参数来分析样品 的性质。
对不同的晶体，其 晶体结构和原子间 距不同，因而晶面 间距也不同．
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X-ray diffraction
右图为晶面指 数示意图，对 立方晶系：
dhk2l
h2
a2 k2
l2
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X-ray diffraction
XRD spectra of KBr powder
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5
General idea and category
A: elastic or inelastic scattering.
B: emitted particles from the sample.
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6
General idea and category
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7
General idea and category
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X-ray diffraction
The process of X-ray.
E
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X-ray diffraction
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X-ray diffraction
布喇格定律： 2dsinn 。
Cu原子Ｋα线： 1.541A
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X-ray diffraction