【薄膜与镀层中位错的X射线衍射】张宁.pdf

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薄膜与镀层中位错的X射线衍射 张 导师余瑞璜教授 王煜明教授引 言 位错理论的发展和大量实验事实告诉我们,薄膜 中位错的存在对薄膜的物理性质的影响(尤其是力学 性质的影响)是很大的。对薄膜中位错(位错密度及 其分布特征)及相应的结构上的微观变化(如晶格的 微观应变及晶块尺寸)的测量显得十分必要.用X射线衍射测定形变晶体或薄膜中的位错和晶 格畸变,有其独到的优点。第一,它不破坏试样,更 不改变试样内部微观构成及内应力分布,属于无损检 测,反映材料的起初情况。第二,X射线衍射的结果 是统计平均效应,它反映的不是材料内部某个微观局 部的信息。且是一个与沉积过程工艺条件有关的量。在测硬度过 程中,薄膜的有限厚度限制了触头的可能穿透深度,这样就不可避免地带进了衬底以及衬底和薄膜之间界 面的影响,尽管有各种各样的模型去除衬底的影响,但并不十分理想,即使用所谓超显微硬度计,误差也 十分大。因此,薄膜硬度测量是一个大难题。我们在 本文中应用X射线线形分析方法,对薄膜的屈服强度 和硬度进行了估算,得到了一种快速、无损伤的对薄 膜屈服强度和硬度进行估算的方法,虽然比较粗糙,但反映了薄膜内部的本质,可能成为一种重要的性能 评价方法.二、理论以及文献综述 1、线形分析理论 线形分析工作的第一个重大突破是Warren等人的 工作[1][2]。