三轴分析晶体和倒易空间 Map

在双轴模式的高分辨率X射线衍射仪上做Omega-2Theta扫描时，由于来自晶面的散射存在，且简单的狭缝配置仍然无法阻止散射信号进入探测器，使得双轴模式的扫描结果包含有散射信息。狭缝宽度减小，探测器的散射光也会降低。然而，狭缝宽度的减小，衍射强度也明显降低。为了使探测器的接收精度达到可以接受的水平，通常需要0.1mm的狭缝，但同时光强也相应的减少了95%。很明显，这不是实现探测角度的高分辨能力的最佳解决方案。

上图是GaAs衬底上生长组份渐变的InxGa1-xAs缓冲层结构的双轴Omega-2Theta扫描。最高峰是衬底峰，而左边的类似驼峰的峰尾来自于缓冲层。图中衬底峰右边的尖峰让人困惑，无法判断该尖峰是来自具有不同晶格参数的其他膜层，还是因为膜层发生了晶格弛豫，亦或是材料中存在有一部分晶面倾斜。

上图是三轴衍射模式下测得的倒易空间map，以衍射角度为坐标方式绘制。水平轴反映晶面间距的变化（w-2q），垂直轴代表晶面倾斜（w）。（0，0）坐标处的最高峰（红色部分）是衬底峰。其它较高的峰与衬底峰有相同的晶面间距，但在Omega方向出现偏移，这就是在双轴衍射模式下扫描图中出现在衬底峰右边的尖峰。从三轴衍射倒易空间map里，我们可以确定衬底峰右边的尖峰来自于衬底材料里晶面倾斜的那一部分晶体，因为其晶面间距与衬底峰完全一致。衬底峰左边驼峰态峰尾的部分同时随w和w-2q角度的变化而变化，表明渐变层在组份渐变的同时，晶面倾斜加剧，证明晶格失配的增加导致外延层的晶面倾斜。