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反射式高能电子衍射的应用.

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电子衍射中的相对论效应 终极版3

电子衍射中的相对论效应 终极版3

分类号密级U D C 编号本科毕业论文(设计)题目电子衍射中的相对论效应系别物理与电子信息学院专业名称物理学年级 09级学生姓名许盼学号指导教师戴伟二0一三年五月论文原创性说明本人申明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。

特此说明。

论文作者签名：日期：年月日文献综述一、概述电子衍射实验是曾荣获诺贝尔奖金的重大近代物理实验之一，也是现代分析测试技术中，分析物质结构，特别是分析表面结构最重要的方法之一。

现代晶体生长过程中，用电子衍射方法进行监控，也十分普遍。

1927年Davsso和Germer首次实验验证了 De Broglie 关于微观粒子具有波粒二象性的理论假说，奠定了现代量子物理学的实验基础。

本实验主要用于多晶体的电子衍射现象，测量运动电子的波长；验证德布罗意关系。

但在高能电子衍射中，电子速度会接近光速，相对论效应明显。

二、电子衍射中的相对论效应本文将推导经典情况下的电子波长与加速电压的关系及考虑相对论情况下的波长与电压的关系，用origin7.5软件画出关系曲线并分析它们的误差。

1.相对论理论依据经典力学总结了低速物理的运动规律，它反映了牛顿的绝对时空观：认为时间和空间是两个独立的观念，彼此之间没有联系；同一物体在不同惯性参照系中观察到的运动学量(如坐标、速度)可通过伽利略变换而互相联系。

这就是力学相对性原理：一切力学规律在伽利略变换下是不变的。

19世纪末至20世纪初，人们试图将伽利略变换和力学相对性原理推广到电磁学和光学时遇到了困难；实验证明对高速运动的物体伽利略变换是不正确的，实验还证明在所有惯性参照系中光在真空中的传播速度为同一常数。

在此基础上，爱因斯坦于1905年提出了狭义相对论；并据此导出从一个惯性系到另一惯性系的变换方程即“洛伦兹变换”。

在经典力学中，动量表达式为p=mv。

电子衍射及应用

电子衍射及应用

电子衍射及其应用主要内容概述电子散射电子衍射透射电镜中衍射公式 选区电子衍射单晶电子衍射花样标定 衍射花样的复杂性电子衍射简单应用概述1927年，戴维逊成功进行了晶体的电子衍射实验；这里的电子衍射指的是高能电子衍射，其衍射几何遵从Bragg 方程或衍射矢量方程（Ewald图解）；物质对电子的散射主要是核散射，散射作用很强，因而电子穿透物质的能力较弱，电子衍射只适合于薄样品；透射电镜上可实现选取电子衍射，可使样品的结构分析与形貌观察结合起来；当试样为多晶时，衍射花样为同心圆环；当样品为薄单晶时，衍射花样为规则分布的斑点；当样品较厚时，衍射中出现线状花样。

电子散射射主要是源于库仑相互作用，其散射可分为：弹性散射：原子核对电子的散射，尤其是在小角度散射范围的散射，散射损失能量可忽略不记。

非弹性散射：当入射电子与原子中电子的作用称为主要过程时，由于作用粒子的质量相同，散射后电子的能量发射显著变化，这种过程称为非弹性散射。

晶形尺寸效应倒易点阵透射电镜中电子衍射在透射电镜中：tg2θ= r/f 即r = f ⋅tg2θ≈f ⋅2θ=f ⋅2sin θ所以r = f ⋅λ/d hkl在荧光屏上观察到的衍射斑距透射斑的距离为：R = M i ⋅M p ⋅f ⋅λ/d hkl所以Rd hkl = L λL λ是相机常数，L 为相对相机长度。

透射电镜中电子衍射基本公式若将衍射矢量方程代入R = L λ/d hkl可得到hklg L R r r ⋅=λ透射电镜中电子衍射基本公式所以，电子衍射花样是倒易截面的放大。

结构因子：X 射线衍射结构因子表达形式完全相同，只是其中的f j 为样品中原子对电子的散射因子。

原子对电子的散射是核散射，所以散射强，原子对电子的散射因子比原子对x 射线的散射因子大一万倍。

电子衍射结构因子和系统消光∑++π==n j j j j j g lz ky hx i f F 1)](2exp[ 系统消光:电子衍射的系统消光规律也与x 射线衍射消光规律相同。

第六章 电子衍射分析

第六章 电子衍射分析


2不同点：
1)电子衍射的衍射角小得多，其衍射谱可视为倒易点
阵的二维截面，晶体几何关系的研究变得简单方便。 2)物质对电子的散射作用很强，在物质中的穿透深度 有限，适于研究微晶、表面、薄膜的晶体结构。 3)电子衍射使在透射电镜下对同一试样的形貌观察和 结构分析同时研究成为可能。 4)电子衍射谱强度正比于原子序数，X射线衍射强度正 比于原子序数的平方，故电子衍射有助于寻找轻原子 的位置。 5)电子衍射束强度几乎与透射束相当，两者相互作用使 衍射花样特别是强度分析变得复杂，不能象X射线那样 通过强度来测定结构。 6)电子波长短，衍射角小，测定衍射斑点位置精度远 低于X射线。
电子衍射花样主要用于：
确定物相和物相与基体的取向关系
材料中的沉淀惯习面、滑移面 形变、辐射等引起的晶体缺陷状态（有序电子衍射原理
按入射电子能量的大小，电子衍射分为高能 电子衍射，低能电子衍射和反射式高能电子衍 射。 电子衍射的特点（与X射线衍射的比较）： 1）相同点 2）不同点 参见P53和P121
相同点： 1)电子衍射几何学与X射线衍射相同，遵从衍 射产生的必要条件和系统消光规律。 2) 产生的电子衍射花样类似X射线衍射花样。
电子衍射分析

电子衍射分析

可适用于各种扫描电镜和透射电镜。
• ARL Advant‘X 系列X射线荧光光谱仪
• 主要特点 1.分析元素Be -U;含量范围：
• ppm-100% 2.第四代超尖端、超薄窗X射线管，
• 发生器，根据实际应用来选择，为 • 用户提供优异性能/价格比的实用仪器
4.ARL第四代莫尔条纹测角仪专利， • 全自动控制
• x 1,500,000 附件：双轴倾斜样品台
• 和冷冻样品台 生产厂家：日本电子株
• 式会社
• 扫描电子显微镜（scanning electron • microscope，SEM）于20世纪60年代问 • 世，用来观察标本的表面结构。其工作 • 原理是用一束极细的电子束扫描样品， • 在样品表面激发出二次电子，二次电子 • 的多少与电子束入射角有关，也就是说 • 与样品的表面结构有关，二次电子由探 • 测体收集，并在那里被闪烁器转变为光 • 信号，再经光电倍增管和放大器转变为 • 电信号来控制荧光屏上电子束的强度， • 显示出与电子束同步的扫描图像。图像 • 为立体形象，反映了标本的表面结构。 • 为了使标本表面发射出二次电子，标本
检测器 放大器
原子吸收分光光度计示意图
入射光 单色器
原子化器
• 原子荧光光谱分析(AFS)的仪器叫原子荧 光光度计。用强光照射样品的原子蒸气， 原子外层电子会产生荧光辐射；AFS的分 析原理与AES相同，仪器结构与AAS类 似。
• 紫外-可见(分子)吸收光谱分析(UV-VIS)用 连续分布的单色光照射样品池中的样品溶 液，用获得的吸收光谱实现样品的定性和 定量分析。
• RHEED用荧光屏作结果显示，在超高真 空环境下工作。
• 低能电子衍射(LEED)：电子束能量为 10~1000eV (一般为10~500) 。由于电子 能量低，衍射结果只能显示样品表面1~5 个电子层的结构信息，因此是分析晶体表 面结构的重要方法，广泛用于表面吸附、 腐蚀、催化、外延生长、表面处理等材料 表面科学与工程领域。
RHEED

RHEED


Pt(100)体系
Fig. 6.13
K. Wu & M.S. Zei, Surface Science 415 (1998) 212.
2004/3/23 北京大学化学与分子工程学院 － 表面与材料小组
固体表面物理化学
Pt(100)体系
Fig. 6.14 K. Wu & M.S. Zei, Surface Science 415 (1998) 212.ABiblioteka SFig. 6.11
X.N. Xie, H.D. Wang, A.T.S. Wee &K. P. Loh, Surface Science 478 (2001) 57.
2004/3/23 北京大学化学与分子工程学院 － 表面与材料小组
固体表面物理化学
6H－SiC(0001)体系
Fig. 6.11
北京大学化学与分子工程学院 － 表面与材料小组
2004/3/23
固体表面物理化学
6H－SiC(0001)体系
Fig. 6.9
X.N. Xie, H.D. Wang, A.T.S. Wee &K. P. Loh, Surface Science 478 (2001) 57.
2004/3/23 北京大学化学与分子工程学院 － 表面与材料小组
固体表面物理化学
6H－SiC(0001)体系
Fig. 6.10
X.N. Xie, H.D. Wang, A.T.S. Wee &K. P. Loh, Surface Science 478 (2001) 57.
2004/3/23 北京大学化学与分子工程学院 － 表面与材料小组
固体表面物理化学
6H－SiC(0001)体系
反射高能电子衍射

反射高能电子衍射

反射高能电子衍射Reflection high energy electron diffraction 反射高能电子衍射是高能电子衍射的一种工作模式。

它将能量为10～50keV的单能电子掠射(1°～3°)到晶体表面，在向前散射方向收集电子束，或将衍射束显示于荧光屏。

简介一幅反射高能衍射图只能给出倒易空间（见倒易点阵）某个二维截面，从衍射点之间的距离可确定相应的晶面间距。

旋转样品，可以在荧光屏上得到不同方位角的二维倒易截面，从而仍可获得表面结构的全部对称信息。

由于在晶体中电子散射截面远大于X 射线的散射截面，加之掠射角小，从而使反射高能衍射与低能电子衍射一样具有表面灵敏度（约10～40┱）,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。

反射高能电子衍射得到广泛运用是与分子束外延技术发展有关。

它可用于原位观察外延膜生长情况，为改进生长条件提供依据。

与低能电子的情况有所不同，高能电子束与晶体相互作用中非弹性散射较弱，其强度分析的理论还处于探索之中装置最简单的电子衍射装置。

从阴极K发出的电子被加速后经过阳极A的光阑孔和透镜L到达试样S上，被试样衍射后在荧光屏或照相底板P上形成电子衍射图样。

由于物质（包括空气）对电子的吸收很强，故上述各部分均置于真空中。

电子的加速电压一般为数万伏至十万伏左右，称高能电子衍射。

为了研究表面结构，电子加速电压也可低达数千甚至数十伏，这种装置称低能电子衍射装置。

模式电子衍射可用于研究厚度小于0.2微米的薄膜结构，或大块试样的表面结构。

前一种情况称透射电子衍射,后一种称反射电子衍射。

作反射电子衍射时，电子束与试样表面的夹角很小，一般在1゜～2゜以内，称掠射角。

自从60年代以来，商品透射电子显微镜都具有电子衍射功能（见电子显微镜），而且可以利用试样后面的透镜，选择小至1微米的区域进行衍射观察，称为选区电子衍射，而在试样之后不用任何透镜的情形称高分辨电子衍射。

RHEED反射高能电子衍射对砷化镓的实时监测

RHEED反射高能电子衍射对砷化镓的实时监测


在图3的RHEED图像中各个方向上雨滴状椭圆斑点的 出现表明,随着生长的不断进行,表面开始出现平整的趋 势。
在500℃退火1.5h的RHEED图像(图4)中,斑点的 拉长趋势明显,隐约看见在同一竖直方向上的 斑点有拉长变细变小甚至连接的趋势。衍射斑 点拉长变细变小是由于在退火过程中,表面原 子获得一定能量不断在表面运动,使得表面逐 渐趋于平整。
二、砷化镓的RHEED图样分析
利用RHEED图像可研究GaAs表面重构方式 和生长机制。报道了一种新型的分子束外 延 方 法 , 在 RHEED 实 时 监 控 下 , 利 用 GaAs(001)基片同质外延GaAs。通过改变生 长和退火的时间与温度(420、500、580℃), 结合RHEED图像演变与GaAs表面平整度( 粗糙化)的联系,得到表面原子级平整的 GaAs样品。
Байду номын сангаас
在420℃生长30s的RHEED 图中,观察到原来的衍射 斑点加条纹渐渐成网格 状衍射斑点 (图1),斑点 周围还出现了卫星小斑 点,它很可能是粘接样品 的少量的 In与As 反应生 成极少量的InAs,这与文 献 中 关 于 InAs 量 子 点 的 RHEED衍射斑点相似。继 续生长 60s以后, 极少量 的 InAs 在 大 量 的 GaAs 的 覆盖下已经很难发现,从 而使得卫星小斑点逐渐 消失
总结：
2. 在 RHEED 的 实 时 监 控 下 , 利 用 GaAs(001) 基 片 同 质 外 延
GaAs。通过改变生长和退火的时间与温度,结合RHEED图 像的演变与GaAs表面平整度的联系,得到表面原子级平整、 高纯度的GaAs晶体。基片完成脱氧预处理以后从低温420℃ 生长开始,通过不同温度(420、500、580℃)的再生长、多次 退火,得到在不同时间段内的衍射图像。图像从开始的完全 网格状斑点、椭圆状斑点、拉长连接形成细线,随后出现条 纹化趋势到逐渐条纹化直至完全条纹化。在580℃得到的图 像中,通过完全条纹化的衍射图像可以确定样品表面已经呈 原子级平整,并且能够清晰观察到并分辨出[110]方向的2×结 构、[100]方向1×结构、[110]方向4×结构的衍射图像,GaAs 表面呈(2×4)重构。降温到450℃后得到具有C(4×4)表面重 构的GaAs。
电子衍射

电子衍射




样品中各晶粒同名（HKL）面倒易点集合而成倒易球（面），倒易 球面与反射球相交为圆环，因而样品各晶粒同名（HKL）面衍射线 形成以入射电子束为轴、2为半锥角的衍射圆锥。不同（HKL）衍 射圆锥2不同，但各衍射圆锥均共顶、共轴。 各共顶、共轴（HKL）衍射圆锥与垂直于入射束的感光平面相交， 其交线为一系列同心圆（称衍射圆环）即为多晶电子衍射花样。多晶 电子衍射花样也可视为倒易球面与反射球交线圆环（即参与衍射晶面 倒易点的集合）的放大像。 电子衍射基本公式[式（8-3）及其各种改写形式]也适用于多晶电子衍 射分析，式中之R即为衍射圆环之半径。

高岭石
蒙脱石
（2）菊池花样(Kikuchi Pattern)

在单晶体电子衍射花样中，除了前面提到的衍射斑点外，还经常出现 一些线状花样。菊池(Kikuchi)于1928年(在透射电镜产生以前)首先描 述了这种现象，所以被称为菊池线。菊池线的位置对晶体取向的微小 变化非常敏感。因此，菊池花样被广泛用于晶体取向的精确测定，以 及解决其它一些与此相关的问题

故式（8-2）可近似写为 2sin=R/L 将此式代入布拉格方程(2dsin= )， 得 /d=R/L Rd=L （8-3） 式中：d——衍射晶面间距（nm） ——入射电子波长（nm）。 此即为电子衍射（几何分析）基本公式 （式中R与L以mm计）。
电子衍射基本公式的导出




三、多晶电子衍射花样的标定


指多晶电子衍射花样指数化，即确定花样中各衍射圆环对应衍射晶面 干涉指数（HKL）并以之标识（命名）各圆环。下面以立方晶系多晶 电子衍射花样指数化为例。 将d=C/R代入立方晶系晶面间距公式，得
（8-7）
高二物理知识点电磁波的反射与折射定律的应用

高二物理知识点电磁波的反射与折射定律的应用

高二物理知识点电磁波的反射与折射定律的应用高二物理知识点：电磁波的反射与折射定律的应用电磁波的反射与折射定律是高中物理学中重要的知识点之一。

在实际应用中，了解和掌握这些定律对于解决问题和正确理解光的传播有着重要的作用。

本文将围绕电磁波的反射与折射定律及其应用展开讨论。

一、电磁波的反射定律电磁波在遇到界面时的反射行为遵循反射定律，即入射角等于反射角。

这一定律描述了光线从一种介质射向另一种介质时的反射现象。

具体而言，当光从光疏介质射向光密介质时，光线会向法线倾斜；当光从光密介质射向光疏介质时，光线也会向法线倾斜。

反射定律的应用广泛，例如光的反射现象可以解释为何我们能够看到镜子中的倒影。

二、电磁波的折射定律电磁波在从一种介质传播到另一种介质时，会发生折射现象。

根据折射定律，入射角、折射角和两种介质的折射率之间存在着特定的关系。

具体而言，折射定律表明入射光线和折射光线在界面上的法线处位于同一平面内，且两者的正弦值之比等于两种介质的折射率之比。

折射定律的应用广泛，例如在光的折射现象中，折射率的不同导致了光线的弯曲和色散现象的发生。

三、电磁波的反射和折射定律的应用1. 光的反射应用之望远镜望远镜是一种利用光的反射定律设计的光学仪器。

通过望远镜的镜面反射，可以将距离观察者较远的物体映射到视线范围内，从而实现远距离观测的目的。

望远镜的构造复杂，但核心原理是利用凹面镜和凸面镜的反射性质将远处物体的光线经反射聚焦，使其形成清晰的像。

2. 光的折射应用之光纤通信光纤通信是一种基于光信号传输的通信方式。

光纤使用了光的折射定律，通过光信号在光纤内的传播实现信息的传递。

光纤内的光信号由一根透明的纤维材料构成，通过光的全反射实现光信号的长距离传输。

光纤通信具有传输速度快、抗干扰性强等优点，被广泛应用于现代通信技术中。

3. 电磁波的反射和折射应用之凸透镜和凹透镜凸透镜和凹透镜分别利用了光的折射定律和反射定律的特性。

通过调节透镜的曲率和厚度，可以改变透镜对光线的折射和反射，从而实现对光线的聚焦或发散。

电子衍射环分析

电子衍射环分析


2020/4/4
• 注意：放大像中去除了权重为零的那些倒易点，而倒易点的权重即指 倒易点相应的（HKL）面衍射线之F2值。
• 需要指出的是，电子衍射基本公式的导出运用了近似处理，因而应用 此公式及其相关结论时具有一定的误差或近似性。
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二、多晶电子衍射成像原理与衍射花样特征
2020/4/4
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五、单晶电子衍射花样的标定
• 主要指单晶电子衍射花样指数化，包括确定各衍射斑点相应衍射晶面 干涉指数（HKL）并以之命名（标识）各斑点和确定衍射花样所属 晶带轴指数[uvw]。对于未知晶体结构的样品，还包括确定晶体点阵 类型等内容。
• 单晶电子衍射花样标定时除应用衍射分析基本公式外还常涉及以下知 识：单晶衍射花样的周期性。
• 此即指各衍射圆环半径平方（由小到大）顺序比等于各圆环对应衍
射晶面N值顺序比。
• 立方晶系不同结构类型晶体系统消光规律不同，故产生衍射各晶面 的N值顺序比也各不相同[参见表6-1，表中之m即此处之N（有关电 子衍射分析的文献中习惯以N表示H2+K2+L2，此处遵从习惯）]。
• 因此，由测量各衍射环R值获得R2顺序比，以之与N顺序比对照，即 可确定样品点阵结构类型并标出各衍射环相应指数。
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• (2)由于物质对电子的散射作用很强（主要来源于原子核对电子的散射 作用，远强于物质对X射线的散射作用），因而电子（束）穿进物质 的能力大大减弱，故电子衍射只适于材料表层或薄膜样品的结构分析 。
• (3)透射电子显微镜上配置选区电子衍射装置，使得薄膜样品的结构分 析与形貌观察有机结合起来，这是X射线衍射无法比拟的优点。
• 电子衍射基本公式[式（8-3）及其各种改写形式]也适用于多晶电子衍 射分析，式中之R即为衍射圆环之半径。
反射式高能电子衍射的应用

反射式高能电子衍射的应用


SK模式下最初的几层薄膜受到基片的应变，使 薄膜趋向于层状生长但当达到临界厚度时薄膜中 积聚的应变能过高，薄膜就以岛状生长为主要形 式，以释放应变能，使系统更加稳定。
弹性应变岛
失配位错
例三
正空间的晶格常数大小反比于衍射条纹的 间距，当从晶格常数震荡中观察到从 1.75ML开始的薄膜晶格常数开始增大，就 标志着晶格豫迟和应变释放。
二、RHEED对薄膜生长动力学的分析
• 通过RHEED衍射图案，除了可以进行定性 的表面形貌分析，还能做定量的分析。 • 主要手段就是提取图案的衍射强度分布， 并对其强度进行拟合，获得有关晶格参数， 用来解释薄膜生长机制。
如图l所示，样品至荧光屏的距离为L,衍射条纹间距为s，则 tanθ=b*／(1／ )=s／L b*=s／ L，b*为垂直于电子束入射方向的倒格子基矢长度。因为b=l ／b*，设倒易晶格为长方形，则晶面间距b=L ／s。 保持晶面法线方向不变，转动晶体使晶面转动90度就可以 得出另一倒易基矢a*的大小从而确定晶面单元网格的形状和大小。
例1：RHEED监测孪晶生长
• 当薄膜在单晶基片上外延生长（如MBE)时， 由于过大的界面晶格失配或者薄膜取向的 对称性与基片表面对称性的差异而容易形 成孪晶即对应着多畴（multi-domain）生长 方式。孪晶可以分解为数个单晶，每个单 晶可以认为是一个畴（domain）而畴之间 或存在旋转关系或存在镜面关系。 • 例Fe（110）在α-Al2O3（0001）上生长发 现有九个畴。
3实际上大多数外延薄膜介于这两种极端方式之间stranskikrastanov模式简称sk模式外延薄膜由贋晶方式变为豫迟方式的过程成为应变sk模式下最初的几层薄膜受到基片的应变使薄膜趋向于层状生长但当达到临界厚度时薄膜中积聚的应变能过高薄膜就以岛状生长为主要形式以释放应变能使系统更加稳定

【doc】用于MBE中的反射式高能电子衍射仪

用于MBE中的反射式高能电子衍射仪57?文章编号:1002—6886(2009)01一OO57—03用于MBE中的反射式高能电子衍射仪术杨再荣,潘金福,周勋,王基石,宁江华,丁召(通讯作者)(贵1大学贵州省微纳电子与软件技术重点实验室,贵州贵阳550025)摘要:对用于分子柬外延(MBE)中的反射式高能电子衍射仪(RHEED)的工作原理以及RIIEED衍射强度振荡在测量外延生长速率的应用进行了详尽的阐述;针对样品盘与RHEED系统的兼容问题,对样品盘进行了新的设计,并进行了实验研究.关键词:分子束外延反射式高能电子衍射.Y-作原理样品盘强度振荡ReflectionHigh—energyElectronDiffractionTechnologyUsedinMolecularMeamEpitaxyY ANGZairong,PANJingfu,ZHOUXun,WANGJishi,NINGJianghua,DINGZhao Abstract:TheprincipleofReflectionHigh-EnergyElectronDiffraction(RHEED)inmolecu larbeamepitaxy(MBE)wasdescribedindetail.AndtheapplicationofRHEEDintensityoscillationsonmeasuringtherateofexpitaxia lgrowthwasdiscussedaswel1.Accordingtothe compatibilityproblemofthesampleplateandtheRHEED'Ssystem.anovelsampleplatehasb eendesigned.andanexperimentalinvestiga-tionwasconducted.Keywords:molecularbeamepitaxy(MBE);ReflectionHigh-EnergyElectronDiffraction( RHEED);workingprinciple;sampleplate;intensityoscillations0前言分子束外延(MolecularBeamEpitaxy,MBE)是在超高真宅(≤1.33×10l】a)条件下,利用分子束或原子束输运源进行薄膜外延生长的方法.由于它是在超高真空条件下进行薄膜的外延生长,能生长出超洁净,陡变的高质量薄膜界面,可精确控制生长层的厚度,组分和杂质分布,因而成为研究多层化合物半导体异质结,量子线,量子点和能带工程的基本手段.MBE主要由超高真空生长系统,生长过程的控制系统和监测,分析仪器等组成.其中,反射式高能电子衍射仪(Re—flectionHigh-EnergyElectronDiffraction,RHEED)是MBE中最常用的原位分析和监控仪器,它是原位监测外延表面分子结构和粗糙度的有效手段.RHEED由高能电子枪和荧光屏组成,从电子枪中发射出来的电子(能量范围为500eV～20 KeV)以小于5.的掠射角入射到样品表面发生衍射,在荧光屏上显示出衍射图案.由于电子束以很小的掠射角(1.～5.)入射到样品表面,电子在垂直于表面的动量分量很小,又由于受到库仑场的散射,电子束透人深度仅为1～2个原子层,因此RHEED所反映的完全是样品表面的信息.从超高真空到外延生长气压,RHEED用以提供表面再构,衬底表面的清洁度,粗糙度和实现单原子层生长等,这就使得对样品表面的生长情况进行实时监控成为可能.本文以配备在MuhiprobeMBE(Omicron公司)上的Staib公司的RH20型RHEED为基础,对其工作原理,调试过程中的样品盘改造研究等进行论述.lRHFFD的工作原理1.1l_aue条件当电子束入射到晶体时,由于晶体原子在空间中的排列形成有序的点阵,这对于入射电子波来说是很好的三维衍射光栅,当电子波透过样品光栅时受到原子的散射,如果电子波满足l丑ue条件:ks—k=G(1)式中,是散射束的波矢,k是入射束的波矢,G是倒格矢.则电子束发生衍射,形成衍射图案.12Ewald反射球及反射圆在电子衍射的分析过程中,常常要用到Ewald反射球,它可以比较直观地观察衍射晶面,...所示,在倒易空间中,画出衍射晶图1Eald反射球示意图基金项目:贵州省委组织部高层人才科研特助项目(Z073011);贵州省科技厅基金(zo73o85);贵州大学博士基.~.(X060031);贵州大学研究生创新基金资助项目(校研理工2(D7020).作者简介:杨再荣(1983一),男,贵州黎平人,硕士研究生,研究方向:半导体物理与半导体器件物理.丁召(通讯作者),男,教授,博士生导师,省管专家,研究方向:微电子材料,表面物理. 收稿日期;2008～7一l1'中国机械采购网58?体的倒易点阵,并以倒易原点O为端点,作入射束的波矢,该矢量长度等于波长的倒数,即=I/A;以晶体点阵O为圆心,I/A为半径作球,称为Ewald反射球.若倒易点阵G(hkd)刚好落在Ewald反射球的球面上,则衍射束的方向就是OG.由于晶体中存在各种方位和各种而间距的晶面,所以入射线沿一定方向人射时,_口『能有若干衍射束出现.而所有能发生衍射的晶面,其倒易点都应此Ewald反射球缸l二.二维晶体(或材料表面)原子在平面内的排列是有序的周期性点阵,从而形成二维衍射光栅.当入射束的波矢,(=1/A)入射到二维衍射光栅时,亦呵产牛衍射.翠于与t维Ewald球同样的原理,在二维倒格子点阵平内就町以作出Ewald反射圆.这时,只要落在Ewald反射圆上的点都可以产生衍射,即满足Luae条件(公式1)的点都可以产牛衍射,从而在荧光屏上观察到衍射斑点.2I硼Ⅱ在测量外延生长速率中的应用RHEED在MBE中具有非常重要的应jfj配备在Multi—probeMBE(Omieron公司)J的Staib公司的RH20犁RHEED具有衍射强度振荡功能,可进行原l了级的膜厚监挖,并能准确,直接,快速地测量外延的生长速率.图2是在理想层状生长模式时,表面生长薄层覆盖率与衍射强度振荡的关系..生长前,表面覆盖率=0的整表面财入射电子束有一高强度的镜面反射束,这时,生长层分子存表面的覆盖率为0;生长开始后,电子柬受到岛的漫反射,衍射强度减弱,生长到表面覆盖率:0.5时,岛的密度达到最大值,与此同时衍射强度达到最弱;然后又随表面覆盖牢的增大而变强,直到表面覆盖率=1.0,形成新的覆盖表面时,衍射强度达到最大值.如此一层接一层地连续qt长,产J,衍射强度的周期悱振荡效应,因而RHEED衍射强度振荡十分精确地对应着外延薄层的生长.从图2可知,当外延薄膜_L单原予层生长彻底结束时衍射电子束的强度出现最大值,l夭J此相邻的两个衍射强度最大值对应着同…原子层k的开始与结束,因此强度振荡的周期是一个原子层往外延薄膜表『拜i_卜淀积的时间,结合材料不同晶向的面问距,二着的乘积就是薄膜生K时的生长速度.图3是GaAs的RHEED强度振荡示意网,它的振荡幅度随外延时问的延长而衰减RHEED的一个振荡周期精确地对应着一个单原予层的生时问,衍射强度极大时,表明生长出一层完整的单原f层;衍射强度极小时,表明样品表面最粗糙.通过RHEED振荡的测量,可以实现单原子层精度的MBE生长图2表面生长薄层覆盖率与衍射强度示意图3与RHEFD相关的样品盘改造MuhiprobeMBE上装配的Staib公司的RH20型RHEED由高能电子枪和荧光屏组成,结构示意图如图4所示,高能电子枪与荧光屏分别处于样品的两侧.从高能电子枪中发射出来的电子(能量范围为500eV～20KeV)以l.～5.的掠射角入射到样品表面并发生衍射,在荧光屏上显示出衍射图案.通常在MBE生长中,需要观察晶体表面两个或三个以』二晶向的RHEED衍射图案,以确定晶体生长质量及表面形貌.图4中的样品用In将其粘到样品盘上(样品盘如图5中的(a)所示),再将样品盘固定在样品台上.由图5(b)可观察到,粘在样品盘上的样品位置低于样品台两侧位置,从而导致从高能电子枪中发射出的电子只能从前后两个方向入射到样品表面上,而从样品左右两侧方向上发射出的电子能到达样品表面.为了解决这一问题,我们对样品盘进行了新设计并进行改造,使得从高能电子枪中发射出的电子束能从各个方向入射到样品表面, 从而获得样品表而各个方向上的信息.为了达到这一目的,我们住高纯金属钽【设计制作了新的样品盘(尺寸为l8him×l5nUTI),如冈5(c)所示,在1mill厚的样品盘上增加3mm厚的矩形钽片(12.5mm×12mm),这样就留下了两条宽分别为3IllIll的样品唇缘,以便样品盘能被顺利地送入样品命中.x轴?表m1法线片向图4RHEED的结构示意图图5改造样品盘过程示意图在MultiprobeMBE中,加热系统采用旁热式对样品进,7-?kri热..由于增加r样品盘的厚度,样品的加热效率必将受到影响.为此,我们在加厚的钽片上将样品盘挖通一个7mlil×7film的孔,从而能对样品进行辐射加热,尽量减小由于热损失对薄膜样品生长的影响.另外,孔的四周挖宽度和深度都为0.5mm的浅槽,以便用In粘结样品,如图5(c)的阴影部分所示.改造完成的样品盘如图5(d).这样,从高能电子枪中发射出的电子就可以从各个方向入射到样品表面(如图5(e)),从而RHEED就可以在样品的各个方向产生衍射图案.(下转第61页)_.h,55257O000===::一一一一～61?主模块实现的功能:控制焊接流程.电流模块,旋转/送丝模块,横摆模块,弧长模块,面板,线控器作为从模块,受主模块支配.主模块通过记时或记角度, 控制焊接进程,并通知从模块进入相应状态.主流程图如图l0所示.3主流程控制轴(主轴)系统由多个功能模块组成,每个模块有各自的MCU,在主模块支配下,以通信方式相互协调工作.这样的结构便于根据用户不同的要求进行多种配置,另外,从发展的角度讲,便于扩展设备的功能.从控制精度的角度进行分析,类似于EWA306(EWA406)这样的焊接电源,整个系统只有一个MCU,又受到MCU本身功能的制约,使得实际精度与参数设定的精度偏差非常大,并且根据参数相互关系的不同,带有不定l生.而我们这种多个功能模块的通信系统从很大程度上解决了这个问题.从实时角度进行分析,CPU同一时间只能做一件事,而事实上,我们同一时间要做的不仅一件事,这样,CUP就要将本应同时做的事,根据中断优先级使它们按先后顺序来做,这就失去了实时眭,严重情况下还会使功能失效,例如弧长控制就并未起到应有的作用.而多个模块的结构,使得各个功能相对独立,互不干扰,从而增强了实时陛.同时,采用这种多模块系统也会带来一些问题,如成本略增加,干扰增大.如果通信总线受到干扰,将可能导致整个系统瘫痪.为此,系统通信波特率设为9600bps,不是很高,相对来说,受干扰程度较小,另外通信部分电源与控制部分电源相互独立,并且在进出模块的接口处都加了光耦以及其它抗干扰措施.4结论从理论分析以及调试过程中的实际情况来看,这种多模块系统与过去的单MCU模式相比,确实具有一定的优势,但最终是否能按设计完好实现,除了目前软,硬件所做的努力外,很大程度上还取决于整个焊接系统的抗干扰能力.参考文献1钟尧,文援兰.基于FPGA的VXI总线多功能模块设计.计算机测量与控制,2OO8,16(4):579-581.2张家栋.单根总线等级分布式串行中断多机通讯系统的设计与实现. 微型机与应用,1991,6(34):28—30.(上接第54页)3)随着CAD的普及应用,为了适应社会的需要,现在许参考文献多大学工程类专业在大学一,二年级开设了CAD课程,而CAD的图解法不直接涉及机构设计的数学模型的建立与计1中永胜?机械原理教程(第2版)[M]-北京:清华大学出版社,2005:算程序的编制,而且其设计更直观,更形象简单,因此其设计原理更容易被普通学生与设计者所接受,因此在机构设计课动特性的曲柄摇杆机枸设?机械研究与应用,程教学中,应该保留图解法设计的教学.3芦.A..utoC.AD2000应用实例[M].北京:治金工业出版社,200o:86.总之,利用AutoCAD软件图解法设计连杆机构的设计精.度可以达到解析法设计的精度,而且具有设计过程简单直观4杨元山.机械原理[M].武汉:华中科技大学出版社,1989:46的优点,能广泛应用于机械设计.(上接第58页)4结束语3B0belFG.M.lkrH.ez.PvmmetricInterIIicInler{mmetryfbr本文基于MuhiprobeMBE上装配的Staib公司的RH20RealTimeM..."BEpitaxyProe.Mi"g?J?V?.i?墨'分199子4….……:延生长速率的应用进行了详尽的阐述,并针对样品盘与::…一…………………～………''～RHEED系统的兼容问题对样品盘进行了新设计并进行改造5STAIBINsTRuMENT.RHEEDsYsTEM『Manua1].Geanv:Staib研究,使得从高能电子枪中发射出的电子能从各个方向上入6C.基泰尔.固体物理导论[M].北京:化学工业出版社,20O5,9射到样品表面,从而RHEED可以在样品的各个方向上产生7J.J.Harri,B.A.J.vc,andP.J.Dob0n,Surf.Sci.103.L90(1981)衍射图案,获得样品表面各个方向上的信息.8Neaveeta1.App1.Phys.A31,1(1983)9MuhiprobeSurfaceScienceSystemsUser'SGuide.OMICRONUHVPreci一参考文献sionManipulatorsSmallSampleMBEManipulatorwithResistiveHeater [Manua1].Gennaiay:Omieron中国机械采购网《瓣√—...豫学l§。

电子衍射分析方法原理及应用


(3)二维倒易矢量及其性质 (3)二维倒易矢量及其性质
仍将由a与b定义的二维点阵视为垂直于其平面方向，长度 趋于0的三维点阵.三维点阵中平行于c的晶面(HK0)当c方 向长度→0时，即为二维点阵的晶列，其指数可记为(HK), 晶列间距记为dHK 二维倒易矢量r*HK(r*)定义为二维倒易点阵中倒易原点与任 易阵点的连接矢量。其性质有类似于三维倒易点阵矢量 的性质： ⅰ r*Hk与正点阵中晶列(HK)一一对应， r*HK⊥(HK),且∣ r*HK∣=1/ dHK ⅱ 而倒易点在倒易点阵中的坐标即阵点指数为HK, r*HK在倒易点阵中的坐标表达式为 r*HK=Ha*+Kb*
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三、高能电子衍射的应用
高能电子衍射主要适用于薄层样品的或者薄膜 的分析。 其主要应用在以下几个方面： 1、微区晶体结构分析和物象鉴定，如第二相 在晶体中析出过程分析、晶界沉淀物分析、弥 散离子物象鉴定等； 2、晶体取向分析，如析出物与晶体取向关系、 惯习面指数等； 3、晶体缺陷分析。 返回
低能电子衍射
（1）公式的导出过程
左图中：tan2θ=R/L - - - -(1) 由于电子衍射2θ很小， 所以 cosθ≈1, cos2θ≈1, ∴ tan2θ=2sinθcosθ/cos2θ ≈2sinθ=R/L - - - - -(2) 又∵布拉格方程：2d sinθ=kλ取k=1 的一级衍射， 得 2d sinθ= λ 即 2sinθ = λ/d - - - - - - -(3) 由(2)(3)式得 R/L= λ/d 即 Rd= λL - - - - - - - -(4) (4)式即为电子衍射(几何分析) 的基本公式。
电子衍射方法的研究
一、X射线衍射与电子衍射的区别 射线衍射与电子衍射的区别 二、电子衍射的分类 三、电子衍射方法的介绍 1、高能电子衍射 、 2、低能电子衍射 、 3、反射式高能电子衍射 、

x射线反射式波带片的衍射特性及应用研究

摘要X射线的诊断技术广泛应用于天体物理、激光聚变、惯性约聚变点火研究、物质组成分析等领域，尤其是近年来问世的新型光源如自由电子激光、高次谐波光源等，能够产生超短的光脉冲，对这种超短X光的光谱分析让人类对物理过程的认知扩展到了超快过程领域，为物质的元素、物相、晶体结构，产品、材料的无损检测、微电路的光刻检验及人体的医疗检查等提供了重要的分析手段，广泛应用于科学、医疗、卫生、军事及工农业等各个方面。

XUV(Extreme Ultra-Violet)光的单色化需要有一定能量分辨的色散元件，如两块光栅构成的单色器、OPM （Off-plane Mounting）单色器等，然而这些单色器都使用了多块光学元件，会使得传输效率降低。

而反射式波带片集色散、聚焦于一体，当在离轴工作模式时能排除零级背景光，且理论聚焦尺寸可小于体衍射的10 nm限制。

这些特性使得用它构造的光学系统传输效率更高，且简化了单色器的设计，因此这种光学元件一提出，就引起了国外学者的关注。

目前，国外已在同步辐射束线、自由电子激光和高次谐波等光源中成功使用反射式波带片，实现了光源的单色化和一系列谱仪应用，并取得了好的成果。

普通的反射式波带片是基于光栅方程，分光得到的准单色光中不可避免会叠加谐波成分，使得光谱纯度下降，并为后续的解谱带来不便。

本文的主要内容如下：首先介绍了X射线的应用、几种X射线光源和反射式波带片相关的基本理论：包括标量衍射、光线追迹和菲涅尔、Gabor波带片等。

接着阐述了反射式波带片的结构、构造方法和基本原理，并基于标量衍射理论对反射式波带片的衍射特性进行了模拟分析；提出了一种单焦点的一维反射式波带片，模拟结果表明其能够有效抑制高级焦点。

其次，设计制作了用于验证衍射特性的可见光波段的反射式波带片，基于光线追迹原理对所设计的反射式波带片进行了模拟，并通过实验验证了其的衍射特性。

最后，根据理论分析和实际应用情况设计了用于激光等离子体光源和微波等离子体光源的参数分析的基于反射式波带片的软X光谱仪，包括谱仪的光学和机械设计。

RHEED应用

不同生长阶段作用mbe生长中在mbe生长过程中可观察到rheed的强度振荡现象振荡周期反应出生长一层所需的时间可计算生长速率振荡振幅随外延层的增长衰减可反映生长的程mbe生长后观察生长层表面的结构与平整度观察生长层表面的结构与平整度rheedrheed在在mbembe中作用中作用衍射图样生成衍射图样生成rheedrheed在在mbembe中作用中作用衍射图样生成衍射图样生成rheedrheed在在mbembe中作用中作用举例说明
RHEED的优缺点分析
优点：
1. 入射束和衍射强度大，不易受外界干扰，荧光屏不需加高压样品正 面有较大空间，有利于与分子束外延配合进行原位监测； 2.采用高能电子，可做成高亮度和细聚焦束，所得谱线有较高亮度和锐 度，可进行精确测量，从而得到有关结构信息，RHEED方法精确度在数 量级上是LEED的一千倍； 3.LEED只能作二维(表面)分析，而RHEED不仅可作二维，也可作三维分 析，可通过改变掠射角从而改变电子束穿透深度，以获得沿深度方向的 信息； 4.要测定沿倒易杆强度变化，LEED只能以改变电压来实现，这将给强度 分析带来困难，而RHEED是用转动样品直接测得； 5．RHEED不仅限于作表面结构分析，也可用于观察表面形貌和缺陷。
RHEED在MBE中作用：举例
2.生长速率与强度振荡的关系
从图中可以看出，生长率增 大后，振荡减弱，说明需增 加生长温度。
RHEED在MBE中作用：举例
3.入射角度与强度振荡的关系
由图可以看出： 1.衍射强ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ与入射角度有很 大的关系； 2.θ =1.9°时振荡特性最佳； 3. θ较大时，振荡不明显。
s：衍射条纹间距；
b =1/b *
：入射电子束的波长；
b = L /s

RHEED


固体表面物理化学
6H－SiC(0001)体系
Fig. 6.10
X.N. Xie, H.D. Wang, A.T.S. Wee &K. P. Loh, Surface Science 478 (2001) 57.
2004/3/23 北京大学化学与分子工程学院 － 表面与材料小组
固体表面物理化学
6H－SiC(0001)体系
2004/3/23 北京大学化学与分子工程学院 － 表面与材料小组
固体表面物理化学
Kikuchi线
以上特征可说明如下：在原点附近非弹性散射的电子向前散射比较强， 产生较亮的本底。这部分电子中满足布拉格条件的被弹性散射出这个本底 而归入通过布拉格斑点的圆锥面上。通过原点的平行线，正是非弹性散射 电子中满足布拉格条件的那部分电子的轨迹，它相对于本底来说缺少电子， 线是发暗的。另一方面，从暗线转移过来的电子，在另一个包括布拉格弹 性散射束在内的圆锥上，相对于较弱的本底，显得电子过剩，所以是亮线。 因为在这个圆锥上，对于原入射电子束方向而言，散射角相对是大的，所 以本底相对地较弱。过剩电子产生一条通过布拉格斑点的亮线。亮－暗线 对张角显然与对称取向是一样的，不过在荧光屏上测量线对间距会随倾转 角稍有变化。对称取向见图6.5a。这时Kikuchi线常构成“ 的边界 Kikuchi带” 线，带内亮度比带外略低，见图6.6。 对于这种特殊的取向，Kikuchi线可看成是不同反射的布里渊区边界 的像。
A
S
Fig. 6.11
X.N. Xie, H.D. Wang, A.T.S. Wee &K. P. Loh, Surface Science 478 (2001) 57.
2004/3/23 北京大学化学与分子工程学院 － 表面与材料小组
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b*=s／ L，b*为垂直于电子束入射方向的倒格子基矢长度。因为b=l
／b*，设倒易晶格为长方形，则晶面间距b=L ／s。
保持晶面法线方向不变，转动晶体使晶面转动90度就可以
得出另一倒易基矢a*的大小从而确定晶面单元网格的形状和大小。
例二
Al203衬底的RHEED图像
窄条纹的对应的晶面间距与{1100}晶面簇的 晶面间距0．412 0 nm非常接近，而宽条纹对应的晶 面间距与{11-20}晶面簇的晶面间距0．237 9 nm非 常接近。它们之间的比例为√3：1，所以可以认为观 察到的正是a—A1203(0001)非重构表面的RHEED 图像。
(b) (c)
(d)
实际得到的孪晶衍射花样( a) Si( 001) 衬底, [110] 方向, 在500 e 下生长锗50 nm
实际孪晶衍射花样中几套孪晶对应衍 射点的强度是不同的, 这与实际生长中某个 孪晶方向上生长占优相关,RHEED 监测时 电子束的入射方位角也会影响到不同套格 点的强度对比. 所以,RHEED 衍射花样对晶 体生长中的孪晶特征极为敏感, 可以用作对 晶体生长各个阶段中实时监测孪晶缺陷的 一种有效的手段。
四、RHEED的新应用——RHEED PLD system
RHEED是超高真空薄膜沉积系统的原位分析设备。然而氧化物薄膜通常应 该在高氧气压环境下（几Pa到几十Pa）生长，才能保持痒的化学计量比不偏析 但是由于高压氧会加剧电子与气体分子的碰撞，减弱入社电子的强度和反射电 子的衍射信息，甚至会使电子枪的灯丝氧化而不能工作，所以常规RHEED不 能直接在高氧气氛设备中使用。方法是1增加氧气活性如采取原子氧或臭氧代 替氧气。2改变仪器结构
前13个周期
前 13 个周期内，薄膜是严格按照二维层状进行生长；从第 14 个周期开始，二维层状 生长的模式被逐渐破坏，以至于在第 29 个周期后，薄膜不能按照理想的二维层状方 式生长。然而从 RHEED衍射图案上看，BaTiO3生长过程中始终保持条纹状，只是衍 射条纹的强度分布半峰宽在逐渐变宽。由于衍射条纹半峰宽反比于薄膜表面二维岛的 面积大小，这说明薄膜表面的二维岛成核由最初的表面整体成核变为表面分布式成核， 且各个分布式成核中心的成核速率不同。
• 3.镜面反射强度与表面平整度有关，因而其 强度通常反映了平整度。
• 4.透射斑点不随转动变化是RHEED的一个 特点。在RHEED透射图案中通常不会出现 镜面反射点。这通常是判断RHEED图像是 反射还是透射的依据。
例1：RHEED监测孪晶生长
• 当薄膜在单晶基片上外延生长（如MBE)时， 由于过大的界面晶格失配或者薄膜取向的 对称性与基片表面对称性的差异而容易形 成孪晶即对应着多畴（multi-domain）生长 方式。孪晶可以分解为数个单晶，每个单 晶可以认为是一个畴（domain）而畴之间 或存在旋转关系或存在镜面关系。
一、衍射谱分析
• 一张完整的衍射图包括：1体衍射斑点2衍 射条纹3直入束（未经过样品）镜面束及阴 影边界
• RHEED图样可 以分为反射和透 射图样，对于单 晶薄膜上述两种 图样都可以观察 到。
• 1.衍射中的尖锋对应晶体表面的长程有序结 构。
• 2.宽化部分则对应着晶体表面的台阶。完美 单晶近乎理想的表面，RHEED仪器分辨率 也足够好，倒易杆变得非常窄，并且条纹 将缩小为点。
SK模式下最初的几层薄膜受到基片的应变，使 薄膜趋向于层状生长但当达到临界厚度时薄膜中 积聚的应变能过高，薄膜就以岛状生长为主要形 式，以释放应变能，使系统更加稳定。
弹性应变岛失配位错 例三正空间的晶格常数大小反比于衍射条纹的 间距，当从晶格常数震荡中观察到从 1.75ML开始的薄膜晶格常数开始增大，就 标志着晶格豫迟和应变释放。
• 例Fe（110）在α-Al2O3（0001）上生长发 现有九个畴。
Fe单畴二重对 称
基片为六重对 称，虚线表示 的畴由实线表 示的畴旋转得 到。得到三个 畴
旋转加对称得到六个畴
• 孪晶应是尽量避免的晶格缺陷 图中给出了Si( 001) 衬底[ 110] 方向得到孪晶 衍射花样的示意图.(当晶体生长到一定阶段, 表面成岛或者较大的突起, RHEED 花样上出 现按一定规律规则排布的斑点, 即为透射式衍 射花样） 图( c) 为硅或锗正常生长对应的倒 格子分布,( b) , ( d) 分别为( c) 关于( 1-11) 面 和( -111) 面对称的孪晶对应的倒格子分布, 则 孪晶衍射花样就是这三(a套) 花样叠合而成, 也就 是三孪晶对应的倒易点阵分布在衍射空间的 叠加。
二、RHEED对薄膜生长动力学的分析
• 通过RHEED衍射图案，除了可以进行定性 的表面形貌分析，还能做定量的分析。
• 主要手段就是提取图案的衍射强度分布， 并对其强度进行拟合，获得有关晶格参数， 用来解释薄膜生长机制。
如图l所示，样品至荧光屏的距离为L,衍射条纹间距为s，则
tanθ=b*／(1／ )=s／L
[Reflection High-Energy Electron Diffraction]
反射式高能电子衍射的应用
RHEED
Reflection High-Energy Electron Diffraction
• 衍射谱分析 • RHEED对薄膜生长动力学的分析 • RHEED强度震荡 • RHEED的新应用
三、RHEED强度震荡
当薄膜生长处于层状模式时，其表面粗糙度呈现周期性的 变化，因而 RHEED衍射斑的强度也会发生周期性的变化， 也即 RHEED 强度振荡。RHEED 强度振荡通常是判断薄 膜生长是否层状生长的标志（但不是唯一标准），通过 RHEED 振荡可精确控制外延生长的原胞层数。
R强度震荡还可以获得薄膜沉积速率 例四
根据晶格失配的大小，外延生长的条件，沉积 厚度等因素，薄膜的晶格可以采取两种方式进 行生长1、赝晶生长方式(层状生长）：薄膜晶格 在面内受基片晶格的加持作用，并保持一一对 应此时薄膜仍然保持单晶，但晶型可能发生变 化，这也是应变外延层被称为赝晶薄膜的原因。 2、豫迟生长方式：（岛状生长）薄膜保持本身 的晶格进行生长，这时由于晶格失配，在界面 处存在失配位错(misfit-dislocation,MD)。3、实 际上大多数外延薄膜介于这两种极端方式之间， （Stranski-Krastanov模式，简称SK模式）外延 薄膜由贋晶方式变为豫迟方式的过程成为应变 豫迟。