XRD I haute résolution - Composition de film épitaxial

Cette note d'application explique comment déterminer la composition des couches minces épitaxiales par diffraction des rayons X et se concentrera sur l'analyse des couches minces AlxGa1-xAs. Depuis la découverte de la cristallographie aux rayons X dans les années 1920, il a été possible de mesurer indirectement la taille des atomes. Les chercheurs ont découvert que le rayon atomique varie d'un élément à l'autre. Cela signifie que lorsqu'un atome d'un élément est remplacé par un élément différent dans un film mince épitaxial (monocristallin), il y aura un changement de paramètre de réseau. La figure 1 montre cet effet pour une série de films minces épitaxiaux AlxGa1-xAs sur des substrats en GaAs. Lorsque la teneur en aluminium dans le film mince diminue, le paramètre de réseau du pic de couche sur la gauche en raison du film se déplace vers l'emplacement du pic de substrat GaAs sur la droite. En principe, ce changement de paramètre de réseau peut être utilisé pour déterminer la composition d'un film mince épitaxial tant que les atomes de remplacement sont substitutifs. Autrement dit, les atomes de remplacement doivent remplacer d'autres atomes dans la structure cristalline réelle. Les atomes interstitiels ne modifient pas de manière significative les paramètres de réseau d'un cristal.

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