Влияние нарушенного поверхностного слоя на динамическое рассеяние в кристаллах с дефектами

Abstract

Предложена и описана в рамках динамической теории полных интегральных отражательных способностей в геометрии дифракции Брэгга модель рассеяния для кристалла с нарушенным поверхностным слоем (НПС) и случайно распределенными дефектами (СРД). В этой модели кристалл делится по толщине на три слоя. Первый слой – сильно нарушенный пластической деформацией слой, в котором дифракция полностью отсутствует. Этот слой проявляется только процессами поглощения в нем рентгеновских лучей. Второй – слой, упруго деформированный первым слоем, в котором длина когерентности рассеяния меньше длины экстинкции и, следовательно, рассеяние в нем носит кинематический характер. Третий – динамически рассеивающий слой, содержащий СРД. На основе этой модели установлены новые физические эффекты при Брэгг-дифракции в таких кристаллах, и в результате предложены способы уникальной неразрушающей количественной диагностики, в том числе и наноразмерных характеристик как НПС, так и СРД.

Запропоновано та описано в рамках динамічної теорії повної інтегральної відбивної здатності у геометрії дифракції Брегга модель розсіяння для кристалу з порушеним поверхневим шаром (ППШ) і випадково розподіленими дефектами (ВРД). В цій моделі кристал ділиться за товщиною на три шара. Перший шар – сильно порушений пластичною деформацією шар, в якому дифракція повністю відсутня. Цей шар виявляється лише процесами поглинання в ньому рентгенівських променів. Другий – шар, пружньо деформований першим шаром, в якому довжина когерентності розсіяння менше довжини екстинкції і, як наслідок, розсіяння в ньому носить кінематичний характер. Третій – динамічно розсіюючий шар, що містить ВРД. На основі цієї моделі встановлено нові фізичні ефекти при Брегг-дифракції у таких кристалах, та в результаті запропоновано способи унікальної неруйнуючої кількісної діагностики у тому числі і нанорозмірних характеристик як ППШ, так і ВРД.

The model of scattering for a crystal with the disturbed surface layer (DSL) and randomly distributed defects (RDD) is proposed and developed within the framework of dynamical theory of the total integrated reflective power in Bragg-diffraction geometry. Within this model, the crystal is separated on three layers. The first layer is a layer heavily disturbed by the plastic deformation; within it, the diffraction is completely absent. This layer may be detected only due to the X-rays absorption within it. The first layer elastically deforms the second layer. Within it, a length of the scattering coherence is less than the extinction length, and consequently, the scattering within it has a kinematical character. The third layer is the dynamically scattering layer, which contains the RRD. On the base of this model, the new physical effects are revealed at Bragg-diffraction in such crystals, and consequently, the methods are proposed for the unique non-destructive quantitative diagnostics of the nanoscale characteristics of both DSL and RRD.