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技术资料

反射式高能电子衍射仪(RHEED)简介

反射式高能电子衍射(Reflection High-Energy Electron Diffraction,简称RHEED)是高能电子衍射的一种工作模式。它将能量为10~50keV的单电子束掠入射 (1°~3°)到晶体表面,其反射束带有晶体表面信息,并呈现于荧光屏。

原理

RHEED反射式高能电子衍射将能量为10~50keV的单能电子掠射 (1°~3°)到晶体表面,其反射束带有晶体表面信息,并呈现于荧光屏。当入射电子束与晶面簇的夹角θ、晶面间距和电子束波长λ三者之间满足布喇格公式时,则沿此晶面簇对入射束的反射方向有衍射束产生,从而得到表面结构的全部信息。

特点

1. RHEED入射束与衍射强度大,不易受外界干扰,荧光屏不需加高压。样品正面有较大的空间,有利于分子束外延生长(Molecular Beam Epitaxy,简称MBE)的原位检测。

2. RHEED采用高能电子,因此可以形成亮度高且细的聚焦束,所得的衍射谱线有较高的亮度和锐度,进而实现精确地监测,得到全部结构信息,且精确度较高。

3. RHEED可以进行二维分析,也可以进行三维分析,可通过改变掠入射角从而改变电子束穿透深度,以获得深度信息。

4. RHEED通过转动样品可以直接测得沿倒易杆强度变化。

5. RHEED不仅可以实现表面结构分析,也可用于观察表面形貌和缺陷。

6. RHEED除了用于单晶,还可以用于多晶,孪晶,无定形表面及微粒样品的表面结构分析。

应用

反射式高能电子衍射得到广泛运用是与分子束外延(MBE)技术发展有关。它可用于原位观察外延薄膜生长情况,为改进生长条件提供依据。反射高能衍射具有较高的表面灵敏度(10~40埃),但它不仅限于作单晶表面结构分析,也可用于多晶、孪晶、无定形表面及微粒样品的表面结构分析。也可用来作物相鉴定、测定晶体取向和原子位置。此外,电子衍射可以用来测定晶体的空间群。


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