[發明專利]利用X射線衍射對晶體進行測試的方法

有效

• 申請號: 201210379597.6
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN102879411A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 吳志猛;孫超;魏郝然;王偉明;宋紅
• 申請（專利權）人: 國電科技環保集團股份有限公司
• 主分類號: G01N23/20
• 分類號: G01N23/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 楊娟奕

1.一種利用X射線衍射對晶體進行測試的方法，所述晶體包括單晶襯底、在單晶襯底上生長的至少一層晶格失配材料，所述方法包括以下步驟：

a)對于同批次生產的多個同種晶體樣品進行測試時，對首個樣品進行倒易空間圖RSM掃描，根據掃描得到的RSM圖，計算ω軸與2θ軸之間的運動速度比1∶n；

b)對于其余每個樣品，采用ω軸與2θ軸以1∶n的速度比聯動的方式進行掃描，根據得到的掃描曲線，計算所述至少一層晶格失配材料的晶面間距。

2.根據權利要求1所述的利用X射線衍射對晶體進行測試的方法，其中，在所述步驟a)中，在RSM圖中，根據ω軸和2θ軸實際轉動的角度比，采用如下公式計算ω軸與2θ軸之間的運動速度比1∶n：

Δω＝Δω1+Δω2

Δ2θ＝2*Δω2

n＝Δ2θ/Δω

其中Δω是ω軸實際轉動角度的變化，Δ2θ是2θ軸實際轉動角度的變化，Δω1是晶格失配材料的晶面與襯底的對應晶面之間的夾角，Δω2是布拉格角的變化。

3.根據權利要求2所述的利用X射線衍射對晶體進行測試的方法，其中，在所述步驟b)中，對于每個樣品，將得到的掃描曲線的橫坐標乘以n/2，經過換算得到ω-2θ曲線，根據ω-2θ曲線中各層晶格失配材料的衍射峰與襯底衍射峰之間的間距，由襯底的布拉格角計算出各層晶格失配材料的布拉格角，從而由布拉格公式計算出各層晶格失配材料的晶面間距。

4.根據權利要求3所述的利用X射線衍射對晶體進行測試的方法，其中，首先對樣品的對稱面實施步驟a)和步驟b)，得到各層晶格失配材料的對稱面的晶面間距；然后對樣品的非對稱面實施步驟a)和步驟b)，得到各層晶格失配材料的非對稱面的晶面間距，最后根據各層晶格失配材料的對稱面的晶面間距和非對稱面的晶面間距，計算各層晶格失配材料的垂直及水平方向的晶格常數。

5.根據權利要求4所述的利用X射線衍射對晶體進行測試的方法，其中，所述至少一層晶格失配材料包括多層晶格失配材料，所述多層晶格失配材料的晶格常數相對于單晶襯底的晶格常數逐漸變化。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的利用X射線衍射對晶體進行測試的方法，其中，所述晶體還包括在所述至少一層晶格失配材料中的最后一層晶格失配材料上生長的至少一層完全應變材料，所述方法還包括以下步驟：

c)對于每個樣品，根據在步驟b)中得到的掃描曲線中的最后一層晶格失配材料的衍射峰的位置，將ω軸移動到對應最后一層晶格失配材料的衍射峰的位置，采用ω軸與2θ軸以1∶2的速度比聯動的方式進行掃描，根據得到的ω-2θ掃描曲線中各層完全應變材料的衍射峰與所述最后一層晶格失配材料的衍射峰之間的間距，由最后一層晶格失配材料的布拉格角計算出各層完全應變材料的布拉格角，從而由布拉格公式計算出各層完全應變材料的晶面間距。

7.一種利用X射線衍射對晶體進行測試的方法，所述晶體包括單晶襯底、在單晶襯底上生長的至少一層晶格失配材料，所述方法包括以下步驟：

a)對晶體樣品進行粗略倒易空間圖RSM掃描，根據掃描得到的RSM圖，計算ω軸與2θ軸之間的運動速度比1∶n；

b)對同一個樣品，采用ω軸與2θ軸以1∶n的速度比聯動的方式進行掃描，根據得到的掃描曲線，計算所述至少一層晶格失配材料的晶面間距。

8.根據權利要求7所述的利用X射線衍射對晶體進行測試的方法，其中，在步驟a)中，對晶體樣品進行粗略倒易空間圖RSM掃描采用100～300弧秒的步長。

9.根據權利要求8所述的利用X射線衍射對晶體進行測試的方法，其中，在所述步驟a)中，在RSM圖中，根據ω軸和2θ軸實際轉動的角度比，采用如下公式計算ω軸與2θ軸之間的運動速度比1∶n：

Δω＝Δω1+Δω2

Δ2θ＝2*Δω2

n＝Δ2θ/Δω

其中Δω是ω軸實際轉動角度的變化，Δ2θ是2θ軸實際轉動角度的變化，Δω1是晶格失配材料的晶面與襯底晶面之間的夾角，Δω2是布拉格角的變化。

10.根據權利要求9所述的利用X射線衍射對晶體進行測試的方法，其中，在所述步驟b)中，將得到的掃描曲線的橫坐標乘以n/2，經過換算得到ω-2θ曲線，根據ω-2θ曲線中各層晶格失配材料的衍射峰與襯底衍射峰之間的間距，由襯底的布拉格角計算出各層晶格失配材料的布拉格角，從而由布拉格公式計算出各層晶格失配材料的晶面間距。