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第一篇　基本实验装置3

第1章　X射线源与X射线探测3

1.1　X射线源3

1.1.1　X射线产生和X射线谱3

1.1.2　封闭式X射线管4

1.1.3　同步辐射光源6

1.2　X射线准直和单色化8

1.2.1　狭缝8

1.2.2　双晶单色器9

1.2.3　多晶单色器11

1.3　X射线探测器13

1.3.1　计数器13

1.3.2　位敏探测器15

1.3.3　面探测器16

参考文献17

第2章　薄膜X射线衍射仪19

2.1　高分辨共面X射线衍射仪19

2.2　掠入射衍射装置25

2.3　测量分辨率的分析26

参考文献28

第3章　表面／界面X射线散射29

3.1 固体表面／界面X射线反射和漫散射装置30

3.2　液体表面／界面X射线反射和散射装置32

参考文献34

第二篇　基本理论37

第4章　X射线衍射运动学理论37

4.1　引言37

4.2　X射线衍射几何37

4.2.1　劳厄方程37

4.2.2　布拉格方程39

4.3　倒易点阵40

4.3.1　倒易点阵定义40

4.3.2　色散面——Ewald球41

4.4　X射线衍射强度43

4.4.1　单电子散射43

4.4.2　原子散射因子44

4.4.3　结构因子45

4.5　薄晶体衍射强度46

参考文献48

第5章　金属多层膜的X射线衍射运动学理论50

5.1　成分混合／合金化的多层膜50

5.2　[A/B]N多层膜52

参考文献56

第6章　X射线衍射动力学理论（一）——完美晶体57

6.1 引言57

6.2　完美晶体中X射线波动方程58

6.3　双光束近似60

6.4　色散面62

6.5　劳厄几何晶体内波场振幅66

6.6　布拉格几何晶体内波场振幅69

6.6.1　无吸收晶体的反射率70

6.6.2　有吸收晶体的反射率71

6.7　双轴晶衍射摇摆曲线的理论计算72

参考文献73

第7章　X射线衍射动力学理论（二）——畸变晶体75

7.1 引言75

7.2　晶体中的调制波76

7.3　高木方程77

7.4　高木方程的Taupin形式78

7.5　多层膜结构的X射线双轴晶摇摆曲线计算80

7.5.1　概述80

7.5.2　外延材料反射率的X射线衍射动力学理论解81

7.5.3　迭代公式中参数的计算83

7.6　应变弛豫超晶格的X射线双轴晶摇摆曲线计算88

7.6.1　弛豫机制与应变分布88

7.6.2　取向差与峰形展宽90

参考文献92

第8章　X射线异常衍射精细结构理论93

8.1　没有周期调制的多层膜93

8.2　[A/B]N多层膜96

8.3　实验方法97

8.4　DAFS谱线的分析方法98

参考文献101

第9章　X射线掠入射衍射理论103

9.1　概述103

9.2　X射线掠入射衍射准运动学理论104

9.2.1 畸变波玻恩近似（DWBA）105

9.2.2　畸变波玻恩近似下薄膜材料的掠入射衍射理论107

9.3　掠入射衍射的应用110

参考文献111

第10章　X射线界面反射和漫散射理论112

10.1　X射线镜面反射112

10.2　粗糙表面的散射（一）——玻恩近似115

10.3　粗糙表面的散射（二）——DWBA理论116

10.4　多层膜的DWBA散射理论119

10.5　界面起伏的关联函数120

10.5.1　表面关联函数121

10.5.2　自仿射（self-affine）关联121

10.5.3　多层膜界面之间的关联122

参考文献124

第三篇　薄膜微结构表征127

第11章　单层膜和多层膜厚度127

11.1　单层膜和多层膜共面X射线衍射127

11.2　埋层的探测134

11.2.1　高分辨X射线衍射134

11.2.2　X射线镜面反射137

参考文献139

第12章　外延膜的晶格参数、应力与组分140

12.1　共面X射线双轴晶衍射140

12.2　薄膜残余应力检测的X射线mapping技术142

12.3　掠入射衍射150

参考文献155

第13章　薄膜表面与界面156

13.1　X射线镜面反射156

13.1.1　氧化物薄膜界面156

13.1.2　磁性金属多层膜界面159

13.1.3　BaTiO3/Pt界面的“dead layer”160

13.2　X射线漫散射161

13.2.1　ZnTe/ZnSxTe1-x超晶格中的生长台阶162

13.2.2　长周期BeTe/ZnSe超晶格界面台阶上的无规起伏165

13.2.3　短周期BeTe/ZnSe超晶格界面的化学键166

13.3　X射线异常衍射精细结构168

13.3.1　埋层量子线169

13.3.2　在金属多层膜中的应用170

参考文献175

第14章　横向调制结构176

14.1　表面栅格结构176

14.2　横向成分调制结构180

14.3　量子线结构183

14.4　量子点结构189

14.5　原子有序结构193

参考文献206

第15章　外延膜中的缺陷208

15.1　倒易空间X射线散射强度分布208

15.2　应变弛豫209

15.2.1　晶格失配应变209

15.2.2　成分梯度应变213

15.3　失配位错216

15.3.1　位错的X射线漫散射216

15.3.2　低密度位错218

15.3.3　高密度位错221

15.4　X射线反射形貌术224

15.4.1　Berg-Barrett反射形貌术224

15.4.2　双轴晶形貌术225

参考文献229

第16章　软物质薄膜与界面230

16.1　液体薄膜与界面230

16.1.1　实验方法230

16.1.2　液体薄膜231

16.2　固／液界面的磷脂多层膜235

16.2.1　磷脂多层膜结构的X射线散射研究235

16.2.2　磷脂多层膜的溶胀239

16.3　表面活性剂多层膜241

16.3.1　水对硬脂酸膜界面起伏的影响241

16.3.2　LB膜的界面粗糙化与生长动力学243

参考文献246