反射式高能電子衍射(Reflection High-Energy Electron Diffraction,簡稱RHEED)是高能電子衍射的一種工作模式。它將能量為10~50keV的單電子束掠入射 (1°~3°)到晶體表麵,其反射束帶有晶體表麵信息,並呈現於熒光屏。
原理
RHEED反射式高能電子衍射將能量為10~50keV的單能電子掠射 (1°~3°)到晶體表麵,其反射束帶有晶體表麵信息,並呈現於熒光屏。當入射電子束與晶麵簇的夾角θ、晶麵間距和電子束波長λ三者之間滿足布喇格公式時,則沿此晶麵簇對入射束的反射方向有衍射束產生,從而得到表麵結構的全部信息。
特點
1. RHEED入射束與衍射強度大,不易受外界幹擾,熒光屏不需加高壓。樣品正麵有較大的空間,有利於分子束外延生長(Molecular Beam Epitaxy,簡稱MBE)的原位檢測。
2. RHEED采(cai)用(yong)高(gao)能(neng)電(dian)子(zi),因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)形(xing)成(cheng)亮(liang)度(du)高(gao)且(qie)細(xi)的(de)聚(ju)焦(jiao)束(shu),所(suo)得(de)的(de)衍(yan)射(she)譜(pu)線(xian)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)亮(liang)度(du)和(he)銳(rui)度(du),進(jin)而(er)實(shi)現(xian)地(di)監(jian)測(ce),得(de)到(dao)全(quan)部(bu)結(jie)構(gou)信(xin)息(xi),且(qie)度(du)較(jiao)高(gao)。
3. RHEED可以進行二維分析,也可以進行三維分析,可通過改變掠入射角從而改變電子束穿透深度,以獲得深度信息。
4. RHEED通過轉動樣品可以直接測得沿倒易杆強度變化。
5. RHEED不僅可以實現表麵結構分析,也可用於觀察表麵形貌和缺陷。
6. RHEED除了用於單晶,還可以用於多晶,孿晶,無定形表麵及微粒樣品的表麵結構分析。
應用
反射式高能電子衍射得到廣泛運用是與分子束外延(MBE)技術發展有關。它可用於原位觀察外延薄膜生長情況,為改進生長條件提供依據。反射高能衍射具有較高的表麵靈敏度(10~40埃),但它不僅限於作單晶表麵結構分析,也可用於多晶、孿晶、無定形表麵及微粒樣品的表麵結構分析。也可用來作物相鑒定、測定晶體取向和原子位置。此外,電子衍射可以用來測定晶體的空間群。
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