利用 EBSD 和 XRD 揭示 GaN 外延薄膜中的位错关联
材料科学
2025-12-11 v3
摘要
晶体中位错之间的关联通过周围位错对应变的屏蔽来降低弹性能。我们利用倒易空间中的 X 射线衍射（XRD）和实空间中的高分辨率电子背散射衍射（HR-EBSD），研究了位错密度分别为 cm 和 cm 的 GaN 外延薄膜中贯穿位错的关联，其中应变通过 Kikuchi 图案的互相关分析导出。将测得的 XRD 曲线和 HR-EBSD 应变与旋转图与位错分布的同一模型内的蒙特卡罗模拟进行了比较。通过创建具有相反 Burgers 矢量的位错对来对位错应变的屏蔽进行建模，位错对之间的平均距离等于屏蔽距离。这些位错对相互重叠，无法被区分为独立的位错偶极子。HR-EBSD 测得的应变和旋转分量的自相关函数在小于屏蔽距离时遵循预期的对数定律，在大于屏蔽距离时变为零，这得到了蒙特卡罗模拟的证实。自相关函数图中的拐点使得无需任何模拟或拟合即可稳健、准确地确定屏蔽距离。对于低位错密度和高位错密度的样品，分别获得了 2 m 和 0.3 m 的屏蔽距离。因此，位错应变仅被 4 个相邻位错屏蔽。此外，还观察察并量化了 HR-EBSD 测量的各向异性分辨率。在此版本中，指出了 Si 晶圆 HR-EBSD 图处理中的一个错误。
引用
@article{arxiv.2503.09171,
title = {Dislocation correlations in GaN epitaxial films revealed by EBSD and XRD},
author = {Vladimir M. Kaganer and Domenik Spallek and Philipp John and Oliver Brandt and Jonas Lähnemann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.09171},
year = {2025}
}