用于外延结晶与材料转变过程中原位硬 X 射线纳米束表征的仪器
材料科学
2024-06-19 v1
摘要
固相外延（SPE）及其他三维外延结晶过程带来了极具挑战性的结构与化学表征问题。缺陷浓度、弹性应变的空间分布以及离子的化学态均随纳米尺度特征长度而变化，并敏感依赖于生长过程中的气体环境与弹性边界条件。在典型结晶时间内，SPE 中晶界界面的横向或三维传播具有纳米或亚微米特征距离。一台原位同步辐射硬 X 射线仪器可利用衍射、共振散射、纳米束与相干衍射成像以及反射率，在沉积与结晶过程中研究这些特征。该仪器集成了一个紧凑的沉积系统，允许使用短工作距离的 X 射线聚焦光学器件。薄膜通过射频磁控溅射与蒸发源沉积。沉积系统提供对气体氛围与样品温度的控制。样品采用稳定的机械设计定位以最小化振动与漂移，并运用精密平移台以实现纳米束实验。针对 SrTiO3/BaTiO3 多层膜非晶薄膜沉积过程的原位 X 射线表征结果展示了该仪器的实现。
引用
@article{arxiv.2012.00516,
title = {Instrument for in situ hard x-ray nanobeam characterization during epitaxial crystallization and materials transformations},
author = {Samuel D. Marks and Peiyu Quan and Rui Liu and Matthew J. Highland and Hua Zhou and Thomas F. Keuch and G. Brian Stephenson and Paul G. Evans},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.00516},
year = {2024}
}
备注
28 pages, 6 figures