Laba%b92 (Подборка образцов лаб)
Описание файла
Документ из архива "Подборка образцов лаб", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "методы исследования материалов и структур электроники" из 8 семестр, которые можно найти в файловом архиве НИУ «МЭИ» . Не смотря на прямую связь этого архива с НИУ «МЭИ» , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лабораторные работы", в предмете "методы исследования материалов и структур электроники" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Laba%b92"
Текст из документа "Laba%b92"
Московский энергетический институт (Технический Университет)
Кафедра физики электротехнических материалов и компонентов и автоматизации электротехнологических комплексов
Лабораторная работа
Метод рентгеновского анализа полупроводниковых материалов
Выполнил: студент группы Эл-15-04
Зеленский Дмитрий Александрович
Проверил: профессор
Антонов Владимир Александрович
Москва
2008
Цель работы:
Целью работы является изучение методов рентгеновского анализа полупроводниковых материалов и приобретение практических навыков при использовании этого метода для анализа структуры материалов.
Задание:
-
Ознакомиться с техникой регистрации рентгенограммы, снятой по методу порошков на рентгеновском аппарате «ДРОН-3».
-
Рассчитать межплоскостные расстояния, определить индексы Миллера, тип элементарной ячейки, химическую формулу вещества.
-
Рассчитать параметры элементарной ячейки.
Схема фокусировки рентгеновских лучей в аппарате «ДРОН-3»
Рисунок 1
В аппарате «ДРОН-3» используется явление дифракции рентгеновских лучей, подчиняющихся закону Вульфа—Брэгга. Схема фокусировки представлена на Рисунке 1. Рентгеновское излучение от источника 1, находящегося на круге фокусировки, через систему щелей 3, 4, ограничивающих расходимость пучка в горизонтальном и вертикальном направлениях, падает на исследуемый образец 5, плоскость которого касается фокусирующей окружности. Дифрагированное излучение от исследуемого образца через систему щелей Соллера 6, аналитическую щель 7, находящуюся на фокусирующей окружности, и ограничивающую пучок в вертикальном направлении щель 8, попадает в детектор, в котором кванты рентгеновского излучения преобразуются в электрические импульсы. Импульсы поступают в устройство электронно-вычислительное унифицированное УЭВУ-М1-2, усиливаются и попадают в одноканальный дискриминатор, который может ограничить импульсы, как по нижнему, так и по верхнему уровням, т. е. пропускает лишь импульсы, соответствующие энергии квантов характеристического излучения. После дискриминатора импульсы могут быть направлены в интенсиметр, где измеряется скорость счета, и в пересчетное устройство, в котором производится счет импульсов за выбранный промежуток времени (метод Таймера) или считывается время, за которое набрано определенное количество импульсов (метод набора постоянного числа импульса). В первом случае регистрация производится прямопоказывающим прибором интенсиметра, во втором — световым табло пересчетного устройства.
Экспериментальная рентгенограмма с пронумерованными пиками (рефлексами):
Рисунок 2
Параметры установки:
Длина волны: λ = 1,541 Ǻ
Рабочий порядок отражения: 
Обработка данных:
-
Рассчитаем таблицу относительных интенсивностей рефлексов и межплоскостных расстояний.
Межплоскостное расстояние находится по формуле Вульфа-Брэгга:
Таблица относительных интенсивностей рефлексов и межплоскостных расстояний
| № линии | 2θ, град | θ, град | I/Io | sinθ |
| (I/Io)*100 | h k l |
| 1 | 54 | 27 | 0,020619 | 0,45399 | 1,697172 | 2,061856 | - |
| 2 | 51 | 25,5 | 0,054983 | 0,430511 | 1,789733 | 5,498282 | - |
| 3 | 49 | 24,5 | 0,233677 | 0,414693 | 1,858 | 23,3677 | 0 1 8 |
| 4 | 47,2 | 23,6 | 0,041237 | 0,400349 | 1,924571 | 4,123711 | - |
| 5 | 46,4 | 23,2 | 0,171821 | 0,393942 | 1,955872 | 17,18213 | 0 2 10 |
| 6 | 45,4 | 22,7 | 0,079038 | 0,385906 | 1,9966 | 7,90378 | - |
| 7 | 44,8 | 22,4 | 0,38488 | 0,38107 | 2,021936 | 38,48797 | 0 4 8 |
| 8 | 38 | 19 | 0,068729 | 0,325568 | 2,366632 | 6,872852 | - |
| 9 | 35,8 | 17,9 | 0,426117 | 0,307357 | 2,50686 | 42,61168 | 0 3 1 |
| 10 | 34,4 | 17,2 | 0,350515 | 0,295708 | 2,60561 | 35,05155 | 2 1 2 |
| 11 | 34 | 17 | 1 | 0,292372 | 2,635344 | 100 | 3 2 0 |
| 12 | 33,4 | 16,7 | 0,364261 | 0,287361 | 2,681301 | 36,42612 | 2 1 4 |
| 13 | 33 | 16,5 | 0,092784 | 0,284015 | 2,712882 | 9,278351 | - |
| 14 | 31 | 15,5 | 0,996564 | 0,267238 | 2,883194 | 99,65636 | 2 0 4 |
| 15 | 30,4 | 15,2 | 0,274914 | 0,262189 | 2,938718 | 27,49141 | 1 4 0 |
| 16 | 29,7 | 14,85 | 0,068729 | 0,256289 | 3,006367 | 6,872852 | - |
| 17 | 29,4 | 14,7 | 0,364261 | 0,253758 | 3,036358 | 36,42612 | 1 1 6 |
| 18 | 28,9 | 14,45 | 0,271478 | 0,249535 | 3,087743 | 27,14777 | 2 1 0 |
| 19 | 26,8 | 13,4 | 0,04811 | 0,231748 | 3,324733 | 4,810997 | - |
| 20 | 25,8 | 12,9 | 0,309278 | 0,22325 | 3,451286 | 30,92784 | 0 1 6 |
| 21 | 22,7 | 11,35 | 0,051546 | 0,196802 | 3,915106 | 5,154639 | - |
| 22 | 19,2 | 9,6 | 0,051546 | 0,166769 | 4,62017 | 5,154639 | - |
| 23 | 18,4 | 9,2 | 0,28866 | 0,159881 | 4,819204 | 28,86598 | 0 1 1 |
| 24 | 16,1 | 8,05 | 0,065292 | 0,140037 | 5,502109 | 6,52921 | |
| 25 | 15,2 | 7,6 | 0,147766 | 0,132256 | 5,825805 | 14,77663 | 0 1 2 |
-
Выбор таблицы структурных данных по картотеке ASTM.
Сравнивая экспериментальные линии спектра по интенсивности и межплоскостному расстоянию с данными в таблицах картотеки ASTM, находим подходящую таблицу и определяем структурные данные исследуемого образца и химическую формулу вещества.
Из таблицы по картотеке ASTM для вещества 
все обозначенные линии кроме одной (с индексами Миллера (002)) присутствуют на экспериментальной рентгенограмме.
Химическая формула исследуемого вещества:
Симметрия структуры решётки: Тетрагональная
-
Определение параметров решётки.
Формула для расчёта параметров элементарной ячейки с тетрагональной симметрией:
