有机分子薄膜生长过程中原位X射线反射率的定量建模

基于同步辐射的X射线反射率越来越多地被用作薄膜生长过程中表面形貌的原位探针，但结果的完整解释需要对生长过程进行建模。为此目的已开发并使用了多种模型，但文献中缺乏对其范围和准确性的详细比较研究。利用从戊烷和二茚并苝(DIP)在SiO$_2$上的超热沉积获得的实验数据，我们比较和对比了三种此类模型，既相互比较，也与使用非原位原子力显微镜(AFM)对表面形貌的详细表征进行比较。这两个系统各自表现出具有更广泛意义的特定现象：并五苯/SiO$_2$表现出从粗糙生长到光滑生长的快速转变。DIP/SiO$_2$在本文采用的条件下，由于基底和薄膜之间的粘附概率不同，表现出生长速率加速。总的来说，\textit{无论使用哪种模型}，我们发现早期从原位X射线数据拟合获得的表面形貌与实际形貌吻合良好。一旦薄膜的均方根粗糙度超过约1个单层，这种吻合在后期会变差。第二个观察结果是，由于反射率曲线上单个点的演化不足以确定层覆盖度，我们发现反射率数据的最佳拟合——对应于$\chi_\nu^2$的最低值——不一定能产生模拟表面形貌与实测表面形貌之间的最佳吻合。相反，模型再现数据中所有局部极值似乎至关重要。除了表明可以从最小数据集提取层形貌之外，本文建立的方法为通过与实际系统比较来改进多层生长模型提供了基础。