专利名称：利用x射线衍射对晶体进行测试的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用X射线衍射(XRD)对晶体进行测试的方法，尤其涉及一种利用X射线衍射(XRD)对单晶衬底上生长的晶格失配材料进行测试的方法。
背景技术：
X射线衍射是一种常用的对晶体进行分析测试的方法，通过分析晶体的X射线衍射图谱，可以获得晶体的晶格常数、组分、厚度、应变、应力、弛豫度等信息。已知两种用于晶体X射线衍射测试的扫描方式。一种为ω-2θ扫描方式,其中，ω轴与2Θ轴以I : 2的速度比联动，ω轴对应X射线入射的方向，2 Θ轴对应衍射线的方向。通过ω-2θ扫描得到ω-2θ曲线，用于样品分析。另一种扫描方式为倒易空间图 (Reciprocal Space Maps,简称RSM)扫描，是将<^rel扫描(即摇摆曲线扫描)与ω-2 Θ扫描相结合的扫描方式，扫描后得到倒易空间图(RSM图)，用于样品分析。采用ω-2θ扫描测试速度快，但是对包含多层材料的晶体样品进行测试时，各层的对应晶面必须平行，如果各层的对应晶面不平行，则采用ω-2θ扫描不能够得到各层材料的衍射峰，因此无法用该方式扫描。采用RSM扫描得到的RSM图包含的信息量大，可以反映出材料的晶面间距、弛豫度、倾斜度等信息，准确地反映了样品中的细微结构变化，是一种理想的样品测量方式，但是该扫描方式费时，获得准确的样品信息需要进行很多次的ω-2 Θ扫描，测试每个样品需要数个甚至数十个小时，如果各层材料的倾角、晶格常数相差比较大时，则所需时间更长。当在单晶衬底上生长与衬底晶格不匹配的材料(称为晶格失配材料)时，特别是当在单晶衬底上生长的材料与衬底的晶格常数相差较大(一般称为大失配材料)时，为了降低材料中的缺陷，通常在单晶衬底和大失配材料之间生长多层过渡薄膜，各层薄膜的晶格常数从单晶衬底的晶格常数逐渐变化到接近大失配材料的晶格常数，各层薄膜和大失配材料的晶面与衬底的对应晶面之间不平行，存在一定的倾角。此时，当对多层材料进行XRD测试时，如上所述，按照传统的方法，只能使用倒易空间图(RSM)扫描，而不能使用ω-2θ扫描。但是，如前所述，倒易空间图(RSM)扫描费时，如果将昂贵的XRD设备用于RSM测量，则每天只能测试几个样品，如此低的工作效率必然使得单个样品的测试成本增加，导致很多研究人员不能利用RSM来进行测量。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种利用X射线衍射(XRD)对晶体进行快速测试的方法。根据本发明的第一方面，提出一种利用X射线衍射对晶体进行测试的方法，所述晶体包括单晶衬底、在单晶衬底上生长的至少一层晶格失配材料，所述方法包括以下步骤a)对于同批次生产的多个同种晶体样品进行测试时，对首个样品进行倒易空间图RSM扫描，根据扫描得到的RSM图，计算ω轴与2 Θ轴之间的运动速度比I : η ;b)对于其余每个样品，采用ω轴与2 Θ轴以I : n的速度比联动的方式进行扫描，根据得到的扫描曲线，计算所述至少一层晶格失配材料的晶面间距。根据本发明的一个实施例，在所述步骤a)中，在RSM图中，根据ω轴和2 Θ轴实际转动的角度比，采用如下公式计算ω轴与2 Θ轴之间的运动速度比I : η :Δω = Δ ω 1+Δ ω2Δ 2 θ =2*Δω2η = Δ2 θ /Δ ω其中Λ ω是ω轴实际转动角度的变化，Λ2 Θ是2 Θ轴实际转动角度的变化， Δ ωI是晶格失配材料的晶面与衬底的对应晶面之间的夹角，Λ ω 2是布拉格角的变化。根据本发明的一个实施例，在所述步骤b)中，对于每个样品，将得到的扫描曲线的横坐标乘以n/2，经过换算得到ω-2θ曲线，根据ω-2 Θ曲线中各层晶格失配材料的衍射峰与衬底衍射峰之间的间距，由衬底的布拉格角计算出各层晶格失配材料的布拉格角，从而由布拉格公式计算出各层晶格失配材料的晶面间距。根据本发明的一个实施例，首先对样品的对称面实施步骤a)和步骤b)，得到各层晶格失配材料的对称面的晶面间距；然后对样品的非对称面实施步骤a)和步骤b)，得到各层晶格失配材料的非对称面的晶面间距，最后根据各层晶格失配材料的对称面的晶面间距和非对称面的晶面间距，计算各层晶格失配材料的垂直及水平方向的晶格常数。根据本发明的一个实施例，所述至少一层晶格失配材料包括多层晶格失配材料，所述多层晶格失配材料的晶格常数相对于单晶衬底的晶格常数逐渐变化。根据本发明的一个实施例，所述晶体还包括在所述至少一层晶格失配材料中的最后一层晶格失配材料上生长的至少一层完全应变材料，所述方法还包括以下步骤c)对于每个样品，根据在步骤b)中得到的扫描曲线中的最后一层晶格失配材料的衍射峰的位置，将ω轴移动到对应最后一层晶格失配材料的衍射峰的位置，采用ω轴与2Θ轴以I : 2的速度比联动的方式进行扫描，根据得到的ω-2 Θ扫描曲线中各层完全应变材料的衍射峰与所述最后一层晶格失配材料的衍射峰之间的间距，由最后一层晶格失配材料的布拉格角计算出各层完全应变材料的布拉格角，从而由布拉格公式计算出各层完全应变材料的晶面间距。本发明的第一方面具有以下优点对于同批次生产的生长参数相同的样品，只需要对首个样品进行精细RSM扫描，对于其余的样品，不需进行费时的RSM扫描，而是根据首个样品的RSM图，获得ω轴与2Θ轴之间的运动速度比I : η，采用ω轴与2 Θ轴以I : η的速度比联动的方式进行ω-2 Θ扫描，只需要扫描一次ω-2θ曲线，即可测出晶格失配材料的晶面间距，提高了后续样品测试速度。根据本发明的第二方面，提出一种利用X射线衍射对单个晶体进行测试的方法，所述晶体包括单晶衬底、在单晶衬底上生长的至少一层晶格失配材料，所述方法包括以下步骤a)对晶体样品进行粗略倒易空间图RSM扫描，根据扫描得到的RSM图，计算ω轴与2Θ轴之间的运动速度比I : η;
b)对同一个样品，采用ω轴与2 Θ轴以I : n的速度比联动的方式进行扫描，根据得到的扫描曲线，计算所述至少一层晶格失配材料的晶面间距。 根据本发明的一个实施例，在步骤a)中，对晶体样品进行粗略倒易空间图RSM扫描采用100-300弧秒的步长。优选采用150-250弧秒的步长。根据本发明的一个实施例，在所述步骤a)中，在RSM图中，根据ω轴和2 Θ轴实际转动的角度比，采用如下公式计算ω轴与2 Θ轴之间的运动速度比I : η :Δω = Δ ω 1+Δ ω2Δ 2 θ =2*Δω2η = Δ2 θ /Δ ω其中Λ ω是ω轴实际转动角度的变化，Λ2 Θ是2 Θ轴实际转动角度的变化，Δ ωI是晶格失配材料的晶面与衬底晶面之间的夹角，Λ ω 2是布拉格角的变化。根据本发明的一个实施例，在所述步骤b)中，将得到的扫描曲线的横坐标乘以n/2，经过换算得到ω-2 Θ曲线，根据ω-2 Θ曲线中各层晶格失配材料的衍射峰与衬底衍射峰之间的间距，由衬底的布拉格角计算出各层晶格失配材料的布拉格角，从而由布拉格公式计算出各层晶格失配材料的晶面间距。本发明的第二方面具有以下优点对于单个样品，采用大步长进行粗略RSM扫描，得到RSM图，根据粗略扫描得到的RSM图，获得ω轴与2 Θ轴之间的运动速度比I : η，然后采用ω轴与2 Θ轴以I : η的速度比联动的方式对同一样品进行ω-2 Θ扫描，根据得到的ω-2 Θ曲线，测出晶格失配材料的晶面间距。由于采用大步长进行粗略RSM扫描，再结合ω-2 Θ扫描，与单纯采用RSM扫描相比，同样提高了样品测试速度。
图I是根据本发明的一个实施例的样品的结构图；图2是首个样品的RSM图；图3是ω轴与2 Θ轴以I : η的运动速度比进行扫描得到的扫描曲线；图4是由图3经过换算得到的ω -2 Θ曲线；以及图5是以图I中的第10层材料为基准，ω轴与2Θ轴以I : 2的速度比进行扫描得到的ω-2 Θ曲线。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明的进行详细的描述。注意，附图和具体实施例的描述只是为了更好地理解本发明，本发明不局限于所描述的实施例。实施例I实施例I用于同批次生产的多个同种样品的测试。各个样品生长参数接近，结构相同。图I示出了根据一个示例性实施例的样品的结构图。所述样品包括单晶衬底I、在单晶衬底I上依次生长的过渡层2-9、在过渡层9上生长的大失配材料(与衬底晶格常数相差较大)10以及在大失配材料10上生长的两层晶格完全应变材料11和12。
单晶衬底I为4寸GaAs单晶片，晶面(100)偏晶面(111)方向7度，定位边为晶面(OlT )。在衬底I上利用MOCVD (金属有机物气相化学沉积法)等方式生长8层InGaAlAs过渡层2-9。在过渡层2-9上生长的第10层大失配材料为InGaAs。过渡层2_9的晶格常数与衬底的晶格常数不同，并且过渡层2-9的晶格常数逐渐增大到接近第10层大失配材料的晶格常数。过渡层2-9和第10层大失配材料可统称为晶格失配材料。在InGaAs上生长的两层晶格完全应变的材料11和12中，一层材料(第12层)的晶格常数大于InGaAs，另一层(第11层)材料的晶格常数则小于InGaAs。本发明使用的XRD设备为Jordan Valley公司的D1。以下以样品的对称面(004)为例说明测试过程I.首先对首个样品利用XRD进行RSM扫描，根据扫描得到的RSM图，计算ω轴与 2 Θ轴之间的运动速度比I : η。过程如下 1)Χ射线从定位边(O了了)入射，砷化镓衬底的对称面(004)晶面的布拉格角为33. 025度，加上衬底的(004)晶面相对于样品表面倾斜的7度，微调后ω = 39. 7567度，2 Θ = 66. 08851度，phi轴(样品盘的旋转轴)、chi轴(反映样品盘的前后倾角)也需要做一定调整，此时探测器所测的光强最强。在此位置对样品的对称面(004)晶面进行倒易空间图(RSM)扫描，得到图2的RSM图。RSM扫描参数设置ω rel 坐标轴-5200 500 弧秒(arcsecond)；ω-2 Θ 坐标轴-4000 500 弧秒。两个坐标轴步长都是20弧秒，计数时间O. 6秒。RSM扫描共耗时13小时左右。2)由图2的RSM图，根据ω轴和2 Θ轴实际转动的角度比，通过以下公式可以计算出两轴的实际运动速度比I : η。Δω = Δω1+Δω2 (I)Δ 2 θ = 2* Δ ω 2(2)η = Δ2θ/Δω(3)其中，Λ ω是ω轴实际转动的角度，由各层晶格失配材料的(004)晶面与衬底的对应晶面之间的夹角Δ ω I和布拉格角的变化Λ ω2组成。Λ2 Θ是2 Θ轴实际转动的角度。如图2的RSM图所示，Λ ω I在RSM图中体现为横坐标的变化，Λ ω 2在RSM图中体现为纵坐标的变化。以第10层大失配材料InGaAs为例，通过XRD设备厂家提供的专业画图软件可以读取出第10层大失配材料InGaAs的衍射中心对应的Λ ω I = -4751. 38弧秒，Λ ω2=-3230. 66弧秒，代入上述公式(1)-(3)，得至IJ Δ ω = Δ ω 1+Δ ω2 = 7982. 04 弧秒；Δ2 θ = 2* Λ ω 2 = 6461. 32 弧秒；η = Δ 2 θ / Δ ω = O. 8095。从而得到ω轴和2Θ轴实际转动的速度比I : η为I : 0.8095。这里，也可以选择第2-9层过渡层中的任意一层来读取Λ ω 和Λ ω2，并据此计算ω轴和2 Θ轴实际转动的速度比I : η。
2、对于其余每个样品，采用ω轴与2 Θ轴以I : η的速度比联动的方式进行扫描，根据得到的扫描曲线，计算所述至少一层晶格失配材料的(004)晶面的晶面间距。具体过程如下I)对于需要测量的每个样品，将ω、2 Θ及其他轴优化调整到衬底衍射峰强度达最强的位置。然后，使ω轴和2 Θ轴以I : O. 8095的速度比进行扫描，得到图3的扫描曲线。扫描区间-9200 800弧秒，步长为10弧秒，耗时16分钟。注意，这里的扫描与传统的ω轴和2Θ类似，得到的曲线也与传统的ω-2θ曲线类似，唯一不同的是，根据本发明，ω轴和2 Θ轴的转动速度比不是I : 2，而是根据RSM图测算的ω轴和2 Θ轴实际转动的速度比I : η。2)将图3的扫描曲线的横坐标乘以η/2，经过变换得到图4的ω-2 Θ曲线，根据图4的ω-2θ曲线可以计算出各层晶格失配材料的晶面间距。 其原理如下由于Δ ω2实际反映了 InGaAs层与衬底之间的布拉格角Θ的差值,而InGaAs层与衬底之间X射线入射角ω的差值Λ ω = Λ ωΙ+Λ ω2，由于Λ ω2与Λ2Θ满足I : 2的运动关系，而Δ ω与Δ 2 Θ满足I : η的运动关系，可知布拉格角与入射角的关系Δ ω 2/Δ ω =η/2。图3中实际测量的是入射角ω的变化，所以将图3的横坐标乘以n/2 (即O. 4048)，得到图4，此时图4中的横坐标就是各层材料与衬底的布拉格角的差值。根据图4中各峰间距，以布拉格公式2dsin0 = λ可以计算出垂直方向晶面间距，其中d为晶面间距，Θ为布拉格角，λ是X射线波长。因为衬底的布拉格角已知，所以根据各峰与衬底峰的间距可以推算出各峰的布拉格角，从而计算出晶面间距。以第10层大失配材料InGaAs为例，参照图4，其晶面间距的计算如下已知GaAs (004)面的布拉格角Θ = 33. 025度，InGaAs层与GaAs衬底之间的Λ Θ = 3234弧秒即O. 8983度InGaAs 的布拉格角 Θ = 33. 025-0. 8983 = 32. 1267 度X射线波长λ为1.54056Λ (埃)
d=A/2sin9=l,54056/2sin(33.025-0.8983)=1.4485A以同样的方式，可以计算第2-9层过渡层的晶面间距。3.根据该实施例，由于样品还包括在InGaAs上生长的两层晶格完全应变的材料(其水平方向的晶格常数与InGaAs—样)11和12，这两层材料的晶面(004)晶面和InGaAs的(004)晶面平行，即倾斜度相同。因此，对于这两层材料，需要采用传统的I : 2的速度比的ω-2θ扫描，得到ω-2θ曲线，再根据得到的ω-2θ扫描曲线来计算晶面间距。具体过程如下将ω轴移动到图3中InGaAs衍射峰所对应的位置，即ω = 39. 7567-7990/3600 = 37.5373 度优化2 Θ至InGaAs衍射峰至最强。以ω和2 Θ以I : 2的速度关系扫描得图5。扫描区间为-800 800弧秒，步长2弧秒，耗时10分钟。再根据图5的ω-2θ扫描曲线中第11层和第12层的衍射峰与第10层大失配材料InGaAs的衍射峰之间的间距，由第10层大失配材料InGaAs的布拉格角计算出第11层和第12层完全应变材料的布拉格角，从而由布拉格公式计算出第11层和第12层完全应变材料的晶面间距。第11层和第12层完全应变材料的晶面间距的计算过程如下步骤2中已经计算出InGaAs的布拉格角为32. 1267度。第12 层d=A/2sin0=1.54O56/2sin(32.1267-24O/36OO)=1.4511 A第11 层d=A/2sine=1.54056/2sin(32.1267+500/3600)=l,4429 A在以上样品测试过程中，RSM测试耗时13小时。ω和2 Θ以I : O. 8095扫描耗 时16分钟，ω和2 Θ以I : 2关系扫描耗时10分钟，加上中途调整ω和2 Θ至InGaAs衍射峰最强位置的时间需10分钟，共需40分钟左右。对于除首个样品以外的每个样品，所需时间只需40/(13*60) = O. 0513，即只需RSM扫描时间的5. 13%，极大地缩短了测试时间，速度提高了约20倍，可在相同时间内测量20个类似的样品，并可达到与RSM扫描基本相当的精度。以上以对称面(004)为例说明了测试过程。也可对于其它对称面，如(002)、(006)等，采用如上方式，确定出ω-2θ的运动关系，从而扫描出待测样品的信息，同样可以计算出对称面的晶面间距。接着，对于非对称面(115)、(224)等也可采用如上方式，确定出ω-2θ的运动关系，从而扫描出待测样品的信息，计算出非对称面的晶格间距。对称面和非对称面只需要各测一个面就可以计算垂直和水平方向的晶格常数。如对称面可选择(004)、(006)中的一个，非对称面可选择(115)、(224)中的一个。也可用其它方式如测量两个非对称面来计算晶格常数。在计算出对称面和非对称面或两个非对称面的晶面间距后，可以根据对称面及非对称面的晶面间距，计算出垂直及水平两个方向的晶格常数，结合泊松系数、弛豫度等关系式，可计算出不同层材料的组分。实施例2实施例2与实施例I的样品结构类似。实施例2与实施例I的测试方式基本相同，不同之处在于，其是对于同一个样品米用粗略RSM扫描与I : η的ω-2θ扫描相结合的方式来测试样品，应用于生长参数不同的样品的逐个测试。具体测试过程如下I.对于被测样品，首先以大步长(150弧秒)粗略扫描出(004)等对称面的RSM图，扫描区间与实施例I相同，即《_rel坐标轴-5200 500弧秒，ω-2 Θ坐标轴-4000 500弧秒。则(004)对称面扫描耗时25分钟左右。根据粗略扫描得到的RSM图，以与实施例I相同的方式计算出ω和2 Θ的运动关系I : η。根据该实施例，粗略扫描的步长范围可以选择在100 300弧秒的范围内，优选在150 250弧秒的范围内。目的是将RSM扫描时间控制在30分钟左右，同时仍能扫描出样品的衍射峰。如果步长太�。淙簧杈忍岣撸巧枋奔涔ぃ氲ゴ坎捎肦SM扫描相比没有速度优势。另一方面，如果步长太大，则衍射中心可能就不能准确地定位出来，因而不能够得到可用的RSM图。举例说明，在根据本发明的实施例的RSM图中，大失配材料InGaAs衍射中心在corel坐标轴及ω-2 Θ坐标轴方向上的宽度都在700 800弧秒左右，所以两个方向的步长最好小于衍射中心宽度的一半，这样才可以将衍射中心扫描出来。
对于其他材料，如果其衍射中心宽度比较�。蛟赗SM图中其衍射中心位置与衬底接近，则可以根据情况降低步长，目的就是控制RSM扫描时间较短，同时又能够得到可用的RSM图。因此，对于不同材料的样品，本领域技术人员可以根据需要适当地选择粗略RSM扫描的步长。2.在根据粗略扫描的RSM图计算出ω和2 Θ的运动关系I : η之后，对于同一被测样品，采用ω轴与2Θ轴以I : η的速度比联动的方式进行扫描，根据得到的扫描曲线，计算晶面间距。其过程与实施例I相同。如果存在完全应变的材料，其测试方式也与实施例I相同，即将ω轴移动到生长该完全应变材料的材料层的衍射峰所对应的位置，使ω轴和2Θ轴以I : 2的速度关系扫描得到ω-2 Θ曲线，根据得到的ω-2 Θ曲线，计算完全应变材料的晶面间距。同样，通过对对称面和非对称面分别实施上述步骤I和2，可以计算出对称面和非对称面的晶面间距，并根据对称面及非对称面的晶格间距，计算出垂直及水平两个方向的晶格常数，结合泊松系数、弛豫度等关系式，可计算出不同层材料的组分。 根据实施例2，由于采用大步长进行粗略RSM扫描，再结合ω-2 Θ扫描，与单纯采用RSM扫描相比，同样提高了样品测试速度。以上以具体例子说明了本发明的原理及实施过程，但是本发明的测试方法不限于实施例中描述的样品，而是可以适用于任何在单晶衬底上生长至少一层晶格失配材料的样品的测试。根据本发明的教导，本领域技术人员可以设想其它的变形实施方式，只要不偏离本发明实质，它们均落入本发明的保护范围。本发明的保护范围由其权利要求书限定。
权利要求
1.一种利用X射线衍射对晶体进行测试的方法，所述晶体包括单晶衬底、在单晶衬底上生长的至少一层晶格失配材料，所述方法包括以下步骤 a)对于同批次生产的多个同种晶体样品进行测试时，对首个样品进行倒易空间图RSM扫描，根据扫描得到的RSM图，计算ω轴与2 Θ轴之间的运动速度比I : η ; b)对于其余每个样品，采用ω轴与2Θ轴以I : n的速度比联动的方式进行扫描，根据得到的扫描曲线，计算所述至少一层晶格失配材料的晶面间距。
2.根据权利要求I所述的利用X射线衍射对晶体进行测试的方法，其中，在所述步骤a)中，在RSM图中，根据ω轴和2Θ轴实际转动的角度比，采用如下公式计算ω轴与2 Θ轴之间的运动速度比I : η : Δω = Δ ω 1+ Δ ω 2 Δ2 θ =2*Λω2η = Δ 2 θ / Δ ω 其中Λ ω是ω轴实际转动角度的变化，Λ2 Θ是2 Θ轴实际转动角度的变化，Λ ω 是晶格失配材料的晶面与衬底的对应晶面之间的夹角，△ ω 2是布拉格角的变化。
3.根据权利要求2所述的利用X射线衍射对晶体进行测试的方法，其中，在所述步骤b)中，对于每个样品，将得到的扫描曲线的横坐标乘以n/2，经过换算得到ω-2θ曲线，根据ω-2 Θ曲线中各层晶格失配材料的衍射峰与衬底衍射峰之间的间距，由衬底的布拉格角计算出各层晶格失配材料的布拉格角，从而由布拉格公式计算出各层晶格失配材料的晶面间距。
4.根据权利要求3所述的利用X射线衍射对晶体进行测试的方法，其中，首先对样品的对称面实施步骤a)和步骤b)，得到各层晶格失配材料的对称面的晶面间距；然后对样品的非对称面实施步骤a)和步骤b)，得到各层晶格失配材料的非对称面的晶面间距，最后根据各层晶格失配材料的对称面的晶面间距和非对称面的晶面间距，计算各层晶格失配材料的垂直及水平方向的晶格常数。
5.根据权利要求4所述的利用X射线衍射对晶体进行测试的方法，其中，所述至少一层晶格失配材料包括多层晶格失配材料，所述多层晶格失配材料的晶格常数相对于单晶衬底的晶格常数逐渐变化。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的利用X射线衍射对晶体进行测试的方法，其中，所述晶体还包括在所述至少一层晶格失配材料中的最后一层晶格失配材料上生长的至少一层完全应变材料，所述方法还包括以下步骤 c)对于每个样品，根据在步骤b)中得到的扫描曲线中的最后一层晶格失配材料的衍射峰的位置，将ω轴移动到对应最后一层晶格失配材料的衍射峰的位置，采用ω轴与2 Θ轴以I : 2的速度比联动的方式进行扫描，根据得到的ω-2 Θ扫描曲线中各层完全应变材料的衍射峰与所述最后一层晶格失配材料的衍射峰之间的间距，由最后一层晶格失配材料的布拉格角计算出各层完全应变材料的布拉格角，从而由布拉格公式计算出各层完全应变材料的晶面间距。
7.一种利用X射线衍射对晶体进行测试的方法，所述晶体包括单晶衬底、在单晶衬底上生长的至少一层晶格失配材料，所述方法包括以下步骤 a)对晶体样品进行粗略倒易空间图RSM扫描，根据扫描得到的RSM图，计算ω轴与2 Θ轴之间的运动速度比I : η; b)对同一个样品，采用ω轴与2Θ轴以I : η的速度比联动的方式进行扫描，根据得到的扫描曲线，计算所述至少一层晶格失配材料的晶面间距。
8.根据权利要求7所述的利用X射线衍射对晶体进行测试的方法，其中，在步骤a)中，对晶体样品进行粗略倒易空间图RSM扫描采用100 300弧秒的步长。
9.根据权利要求8所述的利用X射线衍射对晶体进行测试的方法，其中，在所述步骤a)中，在RSM图中，根据ω轴和2Θ轴实际转动的角度比，采用如下公式计算ω轴与2Θ轴之间的运动速度比I : η:Δω = Δ ω 1+ Δ ω 2Δ2 θ =2*Λω2 η = Δ 2 θ / Δ ω 其中Λ ω是ω轴实际转动角度的变化，Λ2 Θ是2 Θ轴实际转动角度的变化，Λ ω 是晶格失配材料的晶面与衬底晶面之间的夹角，△ ω 2是布拉格角的变化。
10.根据权利要求9所述的利用X射线衍射对晶体进行测试的方法，其中，在所述步骤b)中，将得到的扫描曲线的横坐标乘以η/2，经过换算得到ω-2Θ曲线，根据ω-2θ曲线 中各层晶格失配材料的衍射峰与衬底衍射峰之间的间距，由衬底的布拉格角计算出各层晶格失配材料的布拉格角，从而由布拉格公式计算出各层晶格失配材料的晶面间距。
全文摘要
一种利用X射线衍射对晶体进行测试的方法，所述晶体包括单晶衬底、在单晶衬底上生长的至少一层晶格失配材料。所述方法先扫描出样品的倒易空间图，根据倒易空间图，计算出ω轴与2θ轴之间的运动速度比1∶n；然后对测试样品采用ω轴与2θ轴以1∶n的速度比联动的方式进行扫描，根据得到的扫描曲线，计算所述至少一层晶格失配材料的晶面间距。本方法与RSM相比，可以快速测量晶格失配材料的晶格常数，可以将速度提高20倍，而测量精度与RSM接近。
文档编号G01N23/20GK102879411SQ20121037959
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者吴志猛, 孙超, 魏郝然, 王伟明, 宋红 申请人:国电科技环保集团股份有限公司
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