6H‑SiC材料应力沿表面法线分布信息的测量方法

摘要

本发明公开了一种6H‑SiC材料应力沿表面法线分布信息的测量方法。其技术步骤是：将6H‑SiC材料水平放置于x射线衍射仪的载物台；依次对6H‑SiC材料中的(0002)晶面和()晶面进行对光；以不小于50nm的步长减小x射线透射深度，并在各透射深度下获取()晶面的布拉格角；将测得的一组布拉格角代入布拉格方程，得到一组()晶面的面间距；根据这一组面间距计算6H‑SiC材料应力沿材料表面法线分布的信息。本发明具有测试成本低，且对被测材料无损伤的优点，可用于精确分析应力影响材料结晶质量的机理，提高材料结晶质量。

主权项

一种6H‑SiC材料应力沿表面法线分布信息的测量方法，包括如下步骤：(1)将6H‑SiC材料水平放置于x射线衍射仪的载物台，该载物台设有三个转动轴，分别为ω轴、χ轴和φ轴，其中，ω轴平行于载物台，且垂直于x射线入射光束与x射线探测器组成的平面，χ轴平行于载物台，且与ω轴垂直，φ轴垂直于载物台；探测器可绕与ω轴重合的2θ轴旋转；(2)依次对所述6H‑SiC材料中的(0002)晶面和晶面进行对光；(3)同时旋转载物台的ω轴、χ轴和φ轴，使该6H‑SiC材料以晶面法线为轴单方向旋转，并以不小于50nm的步长逐渐减小x射线透射深度，每改变一次透射深度就对晶面进行一次三轴晶2θ‑ω扫描，获取与该透射深度所对应的晶面的布拉格角θ；对所有的x射线透射深度依次进行三轴晶2θ‑ω扫描，最后得到一组晶面的布拉格角θ_i，i＝1,2,…,N，N表示x射线不同透射深度的个数；(4)将测得的一组布拉格角θ_i依次代入以下布拉格方程，得到一组晶面的面间距d_i：$d_i=\frac{n\lambda }{2{\mathrm{sin\theta }}_i},i=1,2,\mathrm{...},N$其中，λ为x射线源所发射的x射线的波长，n为衍射级数；(5)将计算得到的一组面间距d_i依次代入以下方程组，得到6H‑SiC材料沿表面法线分布的(0002)面内应力分量ε_i^//和c轴方向应力分量ε_i^⊥：${{ϵ}_i}^{//}=\frac{\frac{d_i-d_r}{d_r}(h^2+k^2+l^2)}{(h^2+k^2)-\frac{2{\nu }_{6H}}{1-{\nu }_{6H}}{l}^2},i=1,2,\mathrm{...},N$${{ϵ}_i}^{\perp }=-\frac{2{\nu }_{6H}}{1-{\nu }_{6H}}{{ϵ}_i}^{//}$其中，d_r为所参考的晶面的面间距，h、k、l为晶面的米勒指数，ν_6H为6H‑SiC材料的泊松比，取值为0.142。