Rozkad dugosci domen a dyfrakcja

Postac rozkadu dugosci domen w warstwowym krysztale czesciowo lub cakowicie nieuporzadkowanym ma kapitalny wpyw na jego wasnosci dyfrakcyjne. Na rys. 3.21a wykreslono profile trzech najsilniejszych refleksów GaN ( 10$\overline{{1}}$ 0, 0002 i 10$\overline{{1}}$1) odpowiadajace zmieniajacym sie rozkadom dugosci domen 2H (3.21b) w trakcie symulowanego wprowadzania bedów uozenia pod wpywem wysokiego cisnienia niehydrostatycznego. Najsilniejszej degradacji w trakcie wprowadzania bedów uozenia doznaje maksimum (10$\overline{{1}}$1). Odpowiada ono rodzinie paszczyzn przecinajacych warstwy heksagonalne (0001) pod katem ostrym. Gadka w strukturze 2H paszczyzna (10$\overline{{1}}$1) jest ``cieta'' przez bedy uozenia na coraz krótsze paski o szerokosci krysztau i dugosci 1 - 3 - 5 warstw, wynikajacej z rozkadu dugosci domen 2H (3.21b). Jest to wyraznie widoczne w fazie wyrównywania inwersji obsadzen domen o dugosciach 4 - 5, w której zmniejsza sie liczba domen najduzszych (5). Podobny proces ma miejsce w odniesieniu do maksimum (10$\overline{{1}}$0), odpowiadajacego paszczyznom prostopadym do warstw heksagonalnych (0001). Natezenie maksimum (0002) pozostaje w zasadzie niezmienione, jesli nie liczyc silnie podniesionego poziomu ta. To jest bardzo charakterystycznym elementem profili dyfrakcyjnych struktur nieuporzadkowanych a bierze sie ze znacznej liczby obiektów zbyt krótkich (domeny o dugosciach 1 i 2) i uozonych wzajemnie w sposób eliminujacy konstruktywna interferencje. Koncowy stan cakowitego nieuporzadkowania kryszta osiaga po wprowadzeniu ok. 10 przesuniec na jedna warstwe. Oznaczaoby to przejscie ponad stu dyslokacji w pojedynczym nanokrysztale, co jest liczba duza, ale jest mozliwe (obserwuje sie doswiadczalnie, ze dojscie do stanu cakowitego nieuporzadkowania wymaga przyozenia cisnienia rzedu kilkudziesieciu GPa i/lub aktywacji termicznej).

Hipoteze o chwilowym istnieniu ukadu z przewaga domen o dugosciach nieparzystych wydaja sie potwierdzac jego szczególne wasnosci dyfrakcyjne. Mianowicie, w stadium procesu rozporzadkowania odpowiadajacemu SPL $\approx$ 1 mamy (rys. 3.21b) juz do czynienia z domenami cakowicie rozdrobnionymi, równie rozdrobnionymi jak dla SPL $\approx$ 100 - obie fazy procesu róznia sie tylko proporcjami obsadzen dugosci 1 - 3 - 5 i 2 - 4. Odpowiadajace tym fazom dyfraktogramy proszkowe (rys. 3.21a) róznia sie jednak w sposób zasadniczy, co pozwala na ich odróznienie, np. przez porównanie proporcji natezen linii (0002) i (10$\overline{{1}}$1). Zostao to zaobserwowane doswiadczalnie.

Figure 3.21: (a) Rozkad dugosci domen ( DS, pozioma os liniowa) typu 2H w trakcie procesu wprowadzania bedów uozenia do sferycznego ziarna GaN o grubosci 80 warstw ( 100Å srednicy). Postep rozporzadkowywania wyrazony jest w liczbie przesuniec paszczyzn (0001) unormowanej do liczby warstw (Shifts Per Layer, SPL, pozioma os logarytmiczna). (b) Dyfraktogramy proszkowe GaN odpowiadajace kolejnym stadiom procesu z rys. (a) symulowane zmodyfikowana metoda Debye'a (model proszku polidyspersyjnego dla krysztaów z bedami uozenia MLRDF/LCF, patrz 2.2.4). Widoczne (od lewej) maksima: (10$\overline{{1}}$0), (0002) i (10$\overline{{1}}$1).

a)	b)