第三章半導(dǎo)體晶體定向

1、第三章第三章 半導(dǎo)體晶體定向半導(dǎo)體晶體定向3.1 半導(dǎo)體晶體取向的表示方法半導(dǎo)體晶體取向的表示方法3.2 光圖定向光圖定向3.3 X射線定向射線定向v一、半導(dǎo)體晶體定向在生產(chǎn)中的應(yīng)用一、半導(dǎo)體晶體定向在生產(chǎn)中的應(yīng)用v1、生產(chǎn)工藝的要求，晶體的生長方向與晶向之間存在一定、生產(chǎn)工藝的要求，晶體的生長方向與晶向之間存在一定的偏離角度。的偏離角度。v2、切籽晶時，要求有一定晶向的偏離度。、切籽晶時，要求有一定晶向的偏離度。(無位錯生長無位錯生長）v3、晶體在制造器件或進行外延時，要求按一定的晶向切片、晶體在制造器件或進行外延時，要求按一定的晶向切片v4、制造小器件時，按一定方向進行切片可以減少碎片，提

2、、制造小器件時，按一定方向進行切片可以減少碎片，提高成品率。高成品率。按國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗檢疫總局，半導(dǎo)體單晶晶向測定方法有按國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗檢疫總局，半導(dǎo)體單晶晶向測定方法有兩種：兩種：（適用于測定半導(dǎo)體單晶材料大致平行于低指數(shù)原子面的適用于測定半導(dǎo)體單晶材料大致平行于低指數(shù)原子面的表面取向表面取向）（1）X射線衍射定向法射線衍射定向法：該方法可用于所有半導(dǎo)體單晶的定向；：該方法可用于所有半導(dǎo)體單晶的定向；（2）光圖定向法光圖定向法：該方法目的主要用于單一元素半導(dǎo)體單晶的：該方法目的主要用于單一元素半導(dǎo)體單晶的定向。定向。二、定向方法二、定向方法 1、通過晶體的外觀判斷晶體的生長方向。

3、、通過晶體的外觀判斷晶體的生長方向。2、通過解理面或破碎面判斷。、通過解理面或破碎面判斷。3、通過腐蝕坑的形態(tài)判斷。、通過腐蝕坑的形態(tài)判斷。4、通過儀器測量定向、通過儀器測量定向 。 1、晶體定向（廣義）、晶體定向（廣義）: 在晶體上建立一個坐標系，由在晶體上建立一個坐標系，由X, Y, Z 軸組成。軸組成。X, Y, Z 軸也稱為晶軸也稱為晶軸或結(jié)晶主軸。三根晶軸上分別軸或結(jié)晶主軸。三根晶軸上分別有軸單位矢量有軸單位矢量a, b, c, 還有軸角還有軸角，。 晶軸的方向以在原點的晶軸的方向以在原點的前方、右方、上方為正，反之為前方、右方、上方為正，反之為負負。如右圖所示。如右圖所示。 3.1

4、 半導(dǎo)體晶體取向的表示方法半導(dǎo)體晶體取向的表示方法一、晶面指數(shù)和晶向指數(shù)的確定一、晶面指數(shù)和晶向指數(shù)的確定七大晶系七大晶系aaaaaa a120ocacaacabcab acb 立方立方 三方三方 六方六方 四方四方正交正交 單斜單斜 三斜三斜 對立方體和八面體來說，對立方體和八面體來說，X，Y，Z是對稱的，性質(zhì)相同的，是對稱的，性質(zhì)相同的，所以所以abc，而且，三根晶軸是相互垂直的，所以，而且，三根晶軸是相互垂直的，所以902、晶體定向的作用：、晶體定向的作用：v（1）晶體定向后就可以對晶體上所有的面、線等進行標定，）晶體定向后就可以對晶體上所有的面、線等進行標定，給出這些面、線的晶體學方向

5、性符號；給出這些面、線的晶體學方向性符號； v（2）晶體定向是研究晶體各種物理性質(zhì)方向性的基礎(chǔ)。）晶體定向是研究晶體各種物理性質(zhì)方向性的基礎(chǔ)。 v3、晶向指數(shù)和晶面指數(shù)、晶向指數(shù)和晶面指數(shù)（1）定義：在晶體中存在著一系列的原子列或原子平面，）定義：在晶體中存在著一系列的原子列或原子平面，晶體中原子組成的平面叫晶體中原子組成的平面叫晶面晶面，原子列表示的方向稱原子列表示的方向稱為為晶向晶向。v為了便于表示各種晶向和晶面，需要確定一種統(tǒng)一的為了便于表示各種晶向和晶面，需要確定一種統(tǒng)一的標號，稱為標號，稱為晶向指數(shù)和晶面指數(shù)晶向指數(shù)和晶面指數(shù)，國際上通用的是密國際上通用的是密勒（勒（Miller）指

6、數(shù)。）指數(shù)。v （2）晶向指數(shù)的確定：）晶向指數(shù)的確定： （如圖（如圖3-1-2）圖圖3-1-2 晶向指數(shù)的確定晶向指數(shù)的確定 v在晶胞建立坐標系（在晶胞建立坐標系（確定原點，坐標軸，單位基矢確定原點，坐標軸，單位基矢）v過晶胞原點作一直線過晶胞原點作一直線OP，使其平行于待標定的晶向，使其平行于待標定的晶向AB；v在直線在直線OP上選取距原點上選取距原點O最近的一個陣點最近的一個陣點P，確定，確定P點的點的坐標值；坐標值；v將此值乘以最小公倍數(shù)化為最小整數(shù)將此值乘以最小公倍數(shù)化為最小整數(shù)u、v、w，加上方括，加上方括號，號，uvw 即為即為AB晶向的晶向指數(shù)。如晶向的晶向指數(shù)。如u、v、w中

7、某一數(shù)中某一數(shù)為負值，則將負號標注在該數(shù)的上方。為負值，則將負號標注在該數(shù)的上方。v晶體中因?qū)ΨQ關(guān)系而等同的各組晶向可歸并為一個晶體中因?qū)ΨQ關(guān)系而等同的各組晶向可歸并為一個晶向族晶向族，用用表示。表示。例例1： 已知簡單立方結(jié)已知簡單立方結(jié)構(gòu)中的晶格常數(shù)構(gòu)中的晶格常數(shù)a，AA1=BB1= a/3，試確試確定定BA的晶向指數(shù)的晶向指數(shù).ZXYoA1AA2BB1P答案：答案：301 例例2 2：如圖在立方體中，：如圖在立方體中，D是是BC的中點，求的中點，求BE, ,AD的晶向指數(shù)。的晶向指數(shù)。kcjbia ,ABCEDBE的晶向指數(shù)的晶向指數(shù):221AD的晶向指數(shù)的晶向指數(shù):011abcov（3

8、）晶面指數(shù)的確定）晶面指數(shù)的確定 v建立坐標系建立坐標系,對晶胞作晶軸對晶胞作晶軸X、Y、Z，以晶胞的邊長（，以晶胞的邊長（a、b、c)作為晶軸上的單位長度；作為晶軸上的單位長度；v 求出待定晶面在三個晶軸上的截距求出待定晶面在三個晶軸上的截距r、s、t(如該晶面與某如該晶面與某軸平行，則截距為軸平行，則截距為) v 取這些截距數(shù)的倒數(shù)取這些截距數(shù)的倒數(shù)1/r、1/s、1/t 。v 將上述倒數(shù)化為最小的簡單整數(shù)，并加上圓括號，即表將上述倒數(shù)化為最小的簡單整數(shù)，并加上圓括號，即表示該晶面的指數(shù)，一般記為示該晶面的指數(shù)，一般記為（hkl）在晶體中有些晶面具有共同的特點在晶體中有些晶面具有共同的特點

9、（其上原子排列和分布規(guī)律是完全其上原子排列和分布規(guī)律是完全相同的，晶面間距也相同相同的，晶面間距也相同）唯一不）唯一不同的是晶面在空間的位向，這樣的同的是晶面在空間的位向，這樣的一組等同晶面稱為一組等同晶面稱為一個晶面族一個晶面族，用，用符號符號hkl表示。表示。 v例例1：如圖所示為立方晶系，：如圖所示為立方晶系，I和和H分別是分別是BC,EF的的中點，試求晶面中點，試求晶面DOF,ABCD, AIHO的米勒指數(shù)。的米勒指數(shù)。)210()001()111(晶面晶面DOF：晶面晶面ABCD：晶面晶面AIHO：DACOGFEBHI例例2：在立方晶系中畫出（：在立方晶系中畫出（210）（）（ ）晶

10、面。晶面。121oXYZ如圖所示，立方晶系中的晶面與晶向：如圖所示，立方晶系中的晶面與晶向：（指數(shù)相同的指數(shù)相同的晶面和晶向相互垂直晶面和晶向相互垂直）v4、晶面間距與晶面夾角、晶面間距與晶面夾角v不同的不同的hkl晶面，其面間距晶面，其面間距(即相鄰的兩個平行晶面之間的即相鄰的兩個平行晶面之間的距離距離)各不相同。其特點：各不相同。其特點：低指數(shù)的晶面其面間距較大，而低指數(shù)的晶面其面間距較大，而高指數(shù)面的面間距小。高指數(shù)面的面間距小。 如圖所示：如圖所示：v正交晶系的面間距公式：正交晶系的面間距公式：2221clbkahdhklv簡單立方晶系面間距計算式：簡單立方晶系面間距計算式：222lk

11、hadhkl注意：注意：以上對簡單晶胞而言；以上對簡單晶胞而言；復(fù)雜晶胞應(yīng)考慮層面增加的影響。如，在體心立方或面心復(fù)雜晶胞應(yīng)考慮層面增加的影響。如，在體心立方或面心立方晶胞中間有一層，故實際晶面間距應(yīng)為立方晶胞中間有一層，故實際晶面間距應(yīng)為 d001/2。v立方晶系，兩個晶面（立方晶系，兩個晶面（h1k1l1)和（和（h2k2l2)之間的夾之間的夾角：角：v各個晶面之間的夾角如書中表格各個晶面之間的夾角如書中表格3-1（p69)2222222121212121211coslkhlkhl lkkhhv5、晶帶定理及應(yīng)用、晶帶定理及應(yīng)用v（1）晶帶定理：）晶帶定理：v相交于同一直線相交于同一直線(

12、或平行于同一或平行于同一直線直線)的所有晶面的組合稱為晶的所有晶面的組合稱為晶帶，該直線稱為帶，該直線稱為晶帶軸晶帶軸，同一，同一晶帶軸中的所有晶面的共同特晶帶軸中的所有晶面的共同特點是，點是，所有晶面的法線都與晶所有晶面的法線都與晶帶軸垂直帶軸垂直(如圖如圖1-23所示所示)。C1C2v設(shè)有一晶帶其晶帶軸為設(shè)有一晶帶其晶帶軸為uvw晶向，該晶帶中任一晶面為晶向，該晶帶中任一晶面為(hkl)，則由矢量代數(shù)可以證明晶帶軸，則由矢量代數(shù)可以證明晶帶軸uvw與該晶帶的任一與該晶帶的任一晶面晶面(hkl)之間均具有下列關(guān)系：之間均具有下列關(guān)系：vhu+kv+lw =0v這就是晶帶定理。凡滿足此關(guān)系的晶

13、面都屬于以這就是晶帶定理。凡滿足此關(guān)系的晶面都屬于以uvw為晶為晶帶軸的晶帶。如圖所示帶軸的晶帶。如圖所示屬晶帶軸屬晶帶軸001的晶帶。的晶帶。包括晶面（包括晶面（100）（）（010）（110）等晶面）等晶面v（2）晶帶定理的應(yīng)用：）晶帶定理的應(yīng)用： va)已知某晶帶中任意兩個晶面已知某晶帶中任意兩個晶面(h1k1l1)和和(h2k2l2)，則可通過，則可通過下式求出該晶帶的晶帶軸方向下式求出該晶帶的晶帶軸方向uvw：vu=k1.l2k2.l1 vv= l1.h2l2 .h1vw=h1. k2h2. k1vb) 已知某晶面同屬于兩個晶帶已知某晶面同屬于兩個晶帶u1v1w1和和u2v2w2，則

14、可通，則可通過下式求出該晶面的晶面指數(shù)過下式求出該晶面的晶面指數(shù)(hkl)：vh=v1 w2v2 w1vk=w1 u2w2 u1vl =u1 v2u2 v1 v課后作業(yè)：課后作業(yè)：v1、判斷、判斷(100)、（、（111）是否屬于晶向軸為）是否屬于晶向軸為001的的晶帶。晶帶。v2、已知某晶帶中任意兩個晶面、已知某晶帶中任意兩個晶面(100)和和(110)，計算，計算該晶帶的晶帶軸方向該晶帶的晶帶軸方向uvw。v3、已知某晶面同屬于兩個晶帶、已知某晶面同屬于兩個晶帶010和和001，計算，計算該晶面的晶面指數(shù)該晶面的晶面指數(shù)(hkl)。v二、晶面的投影表示二、晶面的投影表示v1、球面投影、球面

15、投影(立方晶系立方晶系）v（1）概念：將立方晶體晶面模型放在參考球中心，對晶體）概念：將立方晶體晶面模型放在參考球中心，對晶體的的每個晶面作法線并和球表面相交于一點每個晶面作法線并和球表面相交于一點，這些交點稱為，這些交點稱為“極點極點”。所有極點的集合稱為晶體的球面投影。所有極點的集合稱為晶體的球面投影。晶面與極晶面與極點成一一對應(yīng)關(guān)系點成一一對應(yīng)關(guān)系。如圖所示。如圖所示立方晶系的立體模型立方晶系的立體模型立方晶系的球面投影立方晶系的球面投影va)過球心的平面與球相交于一過球心的平面與球相交于一大圓，大圓，直徑等于參考球的；直徑等于參考球的；不過球心的平面與球相交于一不過球心的平面與球相交于

16、一小圓小圓，直徑小于參考球直，直徑小于參考球直徑。徑。vb)任意兩個晶面的任意兩個晶面的交角交角等于它們的極點在參考球上的等于它們的極點在參考球上的角角距離距離。vc)屬于屬于同一晶帶同一晶帶的許多晶面，它們的極點必定位于同一的許多晶面，它們的極點必定位于同一大圓大圓上，晶帶軸的上，晶帶軸的投影點投影點則在與此大圓成則在與此大圓成90度角的度角的圓上圓上。v（2）球面投影的特點）球面投影的特點v2、極射赤面投影、極射赤面投影（1）概念：取通過參考球中心的赤道平面為投影面，與參考）概念：取通過參考球中心的赤道平面為投影面，與參考球相交的大圓為邊界，此大圓稱為球相交的大圓為邊界，此大圓稱為基圓基圓

17、。再選取參考球的南。再選取參考球的南極或北極作為投影點。假設(shè)上半球的某一個晶面的球面投影極或北極作為投影點。假設(shè)上半球的某一個晶面的球面投影點與點與S的連線與基圓的交點即為該晶面的極射赤面投影點。的連線與基圓的交點即為該晶面的極射赤面投影點。所有晶面的極射赤面投影點的集合構(gòu)成整個晶體的極射赤面所有晶面的極射赤面投影點的集合構(gòu)成整個晶體的極射赤面投影。投影。110001100101011101011SN101O1 2 3 4 5（001）的極射赤面投影）的極射赤面投影立方晶系的球面投影立方晶系的球面投影v（2）極射赤面投影的特點）極射赤面投影的特點va) 參考球上的參考球上的大圓大圓的極射赤面投

18、影為的極射赤面投影為大圓弧大圓弧，它以基圓直徑，它以基圓直徑的的兩個端點為起始點兩個端點為起始點；若大圓經(jīng)過；若大圓經(jīng)過南北極南北極時為基圓上的一直時為基圓上的一直徑；垂直于南北極的大圓（基圓）的極射赤面投影為基圓本徑；垂直于南北極的大圓（基圓）的極射赤面投影為基圓本身。身。vb) 若晶體以若晶體以基圓上下對稱基圓上下對稱，則上下兩半球的極射赤面投影，則上下兩半球的極射赤面投影完全相同。完全相同。vc) 若晶體中若晶體中某主要晶面的極點某主要晶面的極點位于極射赤面投影的位于極射赤面投影的中心中心，則，則得到的極射赤面投影為該晶面的標準投影。如圖所示分別為得到的極射赤面投影為該晶面的標準投影。如

19、圖所示分別為（110）和（）和（111）的標準極射赤面投影：）的標準極射赤面投影：3.2 光圖定向法光圖定向法1、不同晶向生長的硅單晶，經(jīng)過擇優(yōu)腐蝕后形成腐蝕小、不同晶向生長的硅單晶，經(jīng)過擇優(yōu)腐蝕后形成腐蝕小坑，坑壁為原子密排面，且有不同的宏觀對稱性?？樱颖跒樵用芘琶?，且有不同的宏觀對稱性。2、將平行光束入射到晶體表面的腐蝕坑壁上時，再由坑、將平行光束入射到晶體表面的腐蝕坑壁上時，再由坑壁反射到不同的方向上。如果在反射光路上放一個光屏，壁反射到不同的方向上。如果在反射光路上放一個光屏，將會在光屏上得到晶體的光像，此光像與腐蝕坑具有對將會在光屏上得到晶體的光像，此光像與腐蝕坑具有對應(yīng)的應(yīng)的宏

20、觀對稱性宏觀對稱性。3、通過晶體反射光像的對稱性以及光圖中心的偏離角，、通過晶體反射光像的對稱性以及光圖中心的偏離角，來確定晶體的生長方向及晶體的晶向偏離角。來確定晶體的生長方向及晶體的晶向偏離角。如圖所示如圖所示一、光圖定向的基本原理一、光圖定向的基本原理圖圖3-2-1 入射光通過光屏中心孔入射光通過光屏中心孔照射到樣品經(jīng)反射后在光屏上產(chǎn)照射到樣品經(jīng)反射后在光屏上產(chǎn)生的光像生的光像圖圖 3-2-2 入射光被腐蝕坑底主晶入射光被腐蝕坑底主晶面所反射面所反射A腐蝕坑底面腐蝕面v二、測試儀的特點二、測試儀的特點 1、光點定向設(shè)備簡單，準確度也比較高。、光點定向設(shè)備簡單，準確度也比較高。2、光源已用

21、激光源直接代替透鏡系統(tǒng)，可以獲得高亮度和高準、光源已用激光源直接代替透鏡系統(tǒng)，可以獲得高亮度和高準確度的照明光束。確度的照明光束。v三、晶向與光像的關(guān)系三、晶向與光像的關(guān)系 各晶向生長的晶面得到的光瓣方位和對稱性與各晶向生長的晶面得到的光瓣方位和對稱性與111在極射投在極射投影面的投影點完全一致。影面的投影點完全一致。v1、111晶向生長的硅單晶，如圖所示晶向生長的硅單晶，如圖所示（1）朝尾端，即（）朝尾端，即（111）面光瓣指向晶棱，圖）面光瓣指向晶棱，圖3-2-3 （a）（2）朝籽晶端，即）朝籽晶端，即 面光瓣背向晶棱，圖面光瓣背向晶棱，圖3-2-3（b）)111()111(111 ）和（

22、圖圖3-2-3 硅硅 極射赤面投影上表示光像、晶棱、腐蝕坑關(guān)系極射赤面投影上表示光像、晶棱、腐蝕坑關(guān)系2、100晶向生長的硅單晶：晶向生長的硅單晶：光圖中光瓣的方位與晶棱的位光圖中光瓣的方位與晶棱的位置一致，解理坑的四個角的方位與棱線的方位相互成置一致，解理坑的四個角的方位與棱線的方位相互成45度角度角圖圖3-2-4 硅硅 極射赤面投影上表示光像、晶棱、腐蝕坑關(guān)系極射赤面投影上表示光像、晶棱、腐蝕坑關(guān)系)001(100）和（圖圖3-2-5 硅硅 極射赤面投影上表示光像、晶棱、腐蝕坑關(guān)系極射赤面投影上表示光像、晶棱、腐蝕坑關(guān)系)011(110）和（3、110晶向生長的硅單晶：晶向生長的硅單晶：光

23、圖中光瓣的方位與晶棱的光圖中光瓣的方位與晶棱的位置一致位置一致v1、晶向偏離度：晶體、晶向偏離度：晶體生長方向偏離晶軸的角生長方向偏離晶軸的角度。（如圖所示度。（如圖所示角）角）v2、晶向偏離度的計算、晶向偏離度的計算:如圖所示，則有如圖所示，則有 圖圖3-2-6光圖定向儀示意圖光圖定向儀示意圖三、晶向偏離度的計算三、晶向偏離度的計算角調(diào)節(jié)角調(diào)節(jié)所以所以因此得因此得v四、工藝過程四、工藝過程v1、晶向的判定、晶向的判定v（1）樣品的制備與處理。）樣品的制備與處理。v（2）光圖顯示，并判斷其所在晶向。）光圖顯示，并判斷其所在晶向。v2、晶向偏離度的測定。、晶向偏離度的測定。v（1）調(diào)整入射光束與

24、樣品表面垂直（）調(diào)整入射光束與樣品表面垂直（用平面反射鏡用平面反射鏡） ，記記錄的角坐標錄的角坐標1 1 、1 1 。v（2) 旋轉(zhuǎn)樣品臺的垂直、水平兩個方向轉(zhuǎn)軸直至反射光中旋轉(zhuǎn)樣品臺的垂直、水平兩個方向轉(zhuǎn)軸直至反射光中心經(jīng)過光屏中心孔，調(diào)節(jié)心經(jīng)過光屏中心孔，調(diào)節(jié)、角，并記錄角坐標角，并記錄角坐標2 2、2 2 ，則有，則有= = 2 2 - - 1 1， = = 2 2 - - 1 1 。v（3)3)計算計算晶向偏離度晶向偏離度vcos =cos.cos 2= 2 2+ + 2 2(偏離度偏離度 Halite - NaCl68布喇格布喇格實驗得到了“選擇反射”的結(jié)果，即當X射線以某些角度入射

25、時，記錄到反射線（以Cu K射線照射NaCl表面，當2=27.4和2=31.7等時記錄到反射線）；其它角度入射，則無反射。69（2 2）布喇格布喇格方程的導(dǎo)出方程的導(dǎo)出 具備三個條件：具備三個條件：由于晶體結(jié)構(gòu)的周期性，可將晶體視為由許多相互平由于晶體結(jié)構(gòu)的周期性，可將晶體視為由許多相互平行且晶面間距（行且晶面間距（d d ）相等的原子面組成；）相等的原子面組成； X X射線具有穿透性，可照射到晶體的各個原子面上；射線具有穿透性，可照射到晶體的各個原子面上； 光源及記錄裝置到樣品的距離比光源及記錄裝置到樣品的距離比d d 數(shù)量級大得多，故數(shù)量級大得多，故入射線與反射線均可視為平行光。入射線與反

26、射線均可視為平行光。（夫瑯禾費衍射）（夫瑯禾費衍射）布拉格將布拉格將X射線的射線的“選擇反射選擇反射”解釋為：解釋為： 入射的平行光照射到晶體中各平行原子面上，各原子入射的平行光照射到晶體中各平行原子面上，各原子面各自產(chǎn)生的相互平行的反射線間的干涉作用。因此把晶面各自產(chǎn)生的相互平行的反射線間的干涉作用。因此把晶體當做體當做反射光柵反射光柵來處理。來處理。設(shè)一束平行的X射線（波長）以 角照射到晶體中晶面指數(shù)為（hklhkl）的各原子面上，各原子面產(chǎn)生反射。任選兩相鄰面，反射線光程差： = =MLML+ +LNLN=2=2d dsinsin 干涉一致加強的條件為 = =n n ，即2 2d dsi

27、nsin = =n n n n=0,=0,1,1,2.v以上的方程稱為以上的方程稱為布喇格方程布喇格方程，或或布喇格定律布喇格定律。v布拉格定律除滿足以上方程外，還應(yīng)符合以下兩個條布拉格定律除滿足以上方程外，還應(yīng)符合以下兩個條件：件：sin2nd（1）入射線、反射線和反射晶面的法線滿足反射定律。）入射線、反射線和反射晶面的法線滿足反射定律。（2）范圍符合）范圍符合0sin1,即即012ndv式中：式中：n為為反射級數(shù)，反射級數(shù)，d為（為（hkl）晶面間距，即）晶面間距，即 。hkldv或者或者v5、X射線衍射與可見光的反射本質(zhì)的區(qū)別：射線衍射與可見光的反射本質(zhì)的區(qū)別：v（1） X射線的衍射是一

28、種射線的衍射是一種X射線在一定條件下（滿足布喇格射線在一定條件下（滿足布喇格定律）在晶體中發(fā)生散射后產(chǎn)生干涉的結(jié)果。定律）在晶體中發(fā)生散射后產(chǎn)生干涉的結(jié)果。v（2） X射線的衍射不僅發(fā)生在晶體表面，而且發(fā)生在晶體射線的衍射不僅發(fā)生在晶體表面，而且發(fā)生在晶體內(nèi)部。而可見光的反射只發(fā)生在物體的表面。內(nèi)部。而可見光的反射只發(fā)生在物體的表面。v五、五、X射線的檢測射線的檢測v1、利用、利用X射線的熒光作用，用一個涂了熒光物質(zhì)射線的熒光作用，用一個涂了熒光物質(zhì)（硫化鋅、（硫化鋅、鎢酸鈣等）鎢酸鈣等）的熒光屏來確定的熒光屏來確定X光束的位置。光束的位置。v2、利用電離作用用電離室或計數(shù)管檢測、利用電離作用

29、用電離室或計數(shù)管檢測X射線的存在及強射線的存在及強度（蓋革度（蓋革-彌勒計數(shù)管）彌勒計數(shù)管）v六、六、x射線衍射方法及應(yīng)用：射線衍射方法及應(yīng)用：v1、當入射的、當入射的X射線方向和晶體的取向固定不變時射線方向和晶體的取向固定不變時，試樣為，試樣為固定的單晶體，入射固定的單晶體，入射X射線從一定方向入射晶體，因此與各射線從一定方向入射晶體，因此與各族的（族的（hkl)晶體形成一定晶體形成一定掠射角掠射角。使各個不同的。使各個不同的角都有角都有相應(yīng)的波長相應(yīng)的波長 來來衍射，衍射，這樣這樣的衍射的衍射稱為勞稱為勞爾法。如爾法。如圖圖所示。所示?？梢愿鶕?jù)可以根據(jù)勞爾斑點的分布算出晶面間距勞爾斑點的分

30、布算出晶面間距。v2 2、當入射的、當入射的x x射線波長及方向不變時射線波長及方向不變時v1 1）單色的）單色的X X射線及單晶試樣。射線及單晶試樣。v 入射的入射的X X射線與晶體的某一個主要晶軸垂直，并使晶體繞這射線與晶體的某一個主要晶軸垂直，并使晶體繞這個軸旋轉(zhuǎn)或回擺，這樣可以使入射個軸旋轉(zhuǎn)或回擺，這樣可以使入射x x射線和各個不同（射線和各個不同（hkl)hkl)晶面的掠射角不斷改變以符合衍射條件，這種方法叫做回擺晶面的掠射角不斷改變以符合衍射條件，這種方法叫做回擺晶體法。這種方法用來測定晶體的晶體法。這種方法用來測定晶體的生長方向偏離晶軸的角度生長方向偏離晶軸的角度。v2 2）單色

31、的）單色的X X射線及多晶試樣。射線及多晶試樣。v樣品為塊狀或樣品為塊狀或粉末狀粉末狀的多晶體，由于試樣中數(shù)量較多的小晶的多晶體，由于試樣中數(shù)量較多的小晶粒取向不同，粒取向不同，X X射線總可以與某些小晶粒形成發(fā)生衍射的掠射線總可以與某些小晶粒形成發(fā)生衍射的掠射角射角，從而產(chǎn)生衍射光束。這種方法稱為粉末法。此法可，從而產(chǎn)生衍射光束。這種方法稱為粉末法。此法可以用來以用來測定晶體的晶格常數(shù)測定晶體的晶格常數(shù)。v七、單色七、單色X射線衍射法定向射線衍射法定向v1、X射線衍射儀射線衍射儀v如圖所示為如圖所示為X射線衍射定向儀示意圖。主要由三部分組成：射線衍射定向儀示意圖。主要由三部分組成：單色單色X

32、射線發(fā)生器、樣品臺、探測儀。射線發(fā)生器、樣品臺、探測儀。X射線衍射定向儀示意圖射線衍射定向儀示意圖1）單色單色X射線發(fā)生器：射線發(fā)生器：X射線測試裝置一般使用銅靶，射線測試裝置一般使用銅靶，X射線束通過一個狹縫系統(tǒng)校正，使其穿過一個薄的射線束通過一個狹縫系統(tǒng)校正，使其穿過一個薄的鎳制濾光片而成為一束基本上為單色的平行射線。鎳制濾光片而成為一束基本上為單色的平行射線。2） 樣品臺：樣品臺：試樣放置在一個支座上，使被側(cè)面可以繞軸試樣放置在一個支座上，使被側(cè)面可以繞軸旋轉(zhuǎn)一定角度，滿足布喇格條件。旋轉(zhuǎn)一定角度，滿足布喇格條件。3） 探測儀：探測儀：用蓋革計數(shù)管進行定位，使入射用蓋革計數(shù)管進行定位，使入射X射線束、射線束、衍射光束、基準面法線及探測器窗口在同一平面內(nèi)。衍射光束、基準面法線及探測器窗口在同一平面內(nèi)。v各部分作用各部分作用v2、X射線定向原理：射線定向原理：v當一束單色當一束單色X射線照射到晶體表面，使入射線與晶體中表射線照射到晶體表面，使入射線與晶體中表面的夾角為面的夾角為，利用計數(shù)器探測衍射線，根據(jù)其出現(xiàn)的位利用計數(shù)器探測衍射線，根據(jù)其出