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O Raio-x e suas Características Eletromagnéticas
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Teoria Cinemática X Teoria Dinâmica
• Teoria cinemática é aplicada para a maioria dos materiais.
• Teoria dinâmica é necessária para descrição da difração em cristais perfeitos (monocristais) e materiais com alto coeficiente de absorção.
• Descreve a posição (Lei de Bragg), mas não a forma o pico de difração.
• Difratômetros de alta resolução
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Equações de Maxwell
• Lei de Faraday
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Teoria Dinâmica
• Situação semelhante à difração de elétrons
• Difração de Elétrons– Um feixe de entrada e múltiplos feixes de saída
• Difração de Raios-x– Um feixe de entrada e um feixe de saída
• Varreduras pelo espaço recíproco (Esfera de Ewald)
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Difração de Raios-x
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Equação de Laue
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Equação de Laue
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Rede Recíproca
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Rede Recíproca
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Rede Recíproca
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Método do Pó
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Difração X Espalhamento
• O fenômeno de difração de raios-x envolve uma mudança de 90o da polarização do feixe difratado em relação ao incidente
• Espalhamento não existe correlação de polarização entre o feixe de saída e o incidente
• No espalhamento nenhuma nova onda é excitada, apenas o feixe de raios-x incidente é refletido pela densidade eletrônica das fases presentes na amostra.
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Difração de Baixo Ângulo
• Incidência razante
• Varredura do detector
• Penetração do feixe apenas em espessura de poucos micrômetros
• Percorre o espaço recíproco de forma distinta à varredura -2
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Reflexão de Raios-x
• Ângulos inferiores à 4o
• Varredura -2• Comportamento semelhante à luz
• Lei de Snell
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Difração de Raios-x em Semicondutores
• Aplicação em microeletrônica e optoeletrônica
• Substratos monocritalinos (Czochralksi)• Camadas epitaxiais artificiais• Teoria dinâmica• Difratômetros de alta resolução
– Monocromadores– Duplo cristal e de 4 e 5 cristais
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Difratômetros de Duplo Cristal
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Difratômetro de Quatro Cristais
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Não-Homogeneidade Lateral
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Referências Bibliográficas
• Elements of X-Ray Diffraction – B.D. Cullity – 2aEdição – Addison Wesley, 1978.
• X-Ray Scattering from Semiconductors – Paul F. Fewster - 2aEdição – Imperial College Press – 2003
• Theory of X-Ray Diffraction in Crystals – William H. Zachariasen – J. Wiley & Sons - 1945
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Referências Bibliográficas
• Théorie Dynamique de la Diffraction des Rayons X par les Cristaux Déformés – D. Taupin – Bull. Soc. Franç. Miner. Crist., LXXXVII, p. 469-511, 1964
• Dynamical Theory of Diffraction Applicable to Crystals with any ind of small distortion – S. Takagi, Acta. Crys., 15, p.1311, 1962