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X‐ray total‐external‐reflection–Bragg diffraction: A structural study of the GaAs‐Al interface

01 Nov 1979-Journal of Applied Physics (American Institute of Physics)-Vol. 50, Iss: 11, pp 6927-6933
TL;DR: In this paper, the details of the interface region of a molecular beam epitaxially grown Al single crystal on a single-crystal substrate were studied using X-ray diffraction and total external reflection.
Abstract: A new technique utilizing conventional x‐ray diffraction in conjunction with total external reflection has provided a powerful tool for studying ordered interfaces and surface phenomena. It has been used in this work to study the details of the interface region of a molecular beam epitaxially grown Al single crystal on a molecular beam epitaxially grown GaAs single‐crystal substrate. A simple model including variations of the lattice parameter and disorder in the interface region is in agreement with these experimental results.
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TL;DR: In this paper, the effect of residual stresses on fatigue lifetimes and structural integrity are first summarised, followed by the definition and measurement of residual stress, which are characterised according to the characteristic length scale over which they self-equilibrate.
Abstract: Residual stress is that which remains in a body that is stationary and at equilibrium with its surroundings. It can be very detrimental to the performance of a material or the life of a component. Alternatively, beneficial residual stresses can be introduced deliberately. Residual stresses are more difficult to predict than the in-service stresses on which they superimpose. For this reason, it is important to have reliable methods for the measurement of these stresses and to understand the level of information they can provide. In this paper, which is the first part of a two part overview, the effect of residual stresses on fatigue lifetimes and structural integrity are first summarised, followed by the definition and measurement of residual stresses. Different types of stress are characterised according to the characteristic length scale over which they self-equilibrate. By comparing this length to the gauge volume of each technique, the capability of a range of techniques is assessed. In the sec...

1,317 citations

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TL;DR: Theoretical models of Schottky-barrier height formation are reviewed in this paper, with a particular emphasis on the examination of how these models agree with general physical principles, and new concepts on the relationship between interface dipole and chemical bond formation are analyzed, and shown to offer a coherent explanation of a wide range of experimental data.
Abstract: Theoretical models of Schottky-barrier height formation are reviewed. A particular emphasis is placed on the examination of how these models agree with general physical principles. New concepts on the relationship between interface dipole and chemical bond formation are analyzed, and shown to offer a coherent explanation of a wide range of experimental data.

1,064 citations

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TL;DR: The formation of the Schottky barrier height (SBH) is a complex problem because of the dependence of the SBH on the atomic structure of the metal-semiconductor (MS) interface as mentioned in this paper.
Abstract: The formation of the Schottky barrier height (SBH) is a complex problem because of the dependence of the SBH on the atomic structure of the metal-semiconductor (MS) interface. Existing models of the SBH are too simple to realistically treat the chemistry exhibited at MS interfaces. This article points out, through examination of available experimental and theoretical results, that a comprehensive, quantum-mechanics-based picture of SBH formation can already be constructed, although no simple equations can emerge, which are applicable for all MS interfaces. Important concepts and principles in physics and chemistry that govern the formation of the SBH are described in detail, from which the experimental and theoretical results for individual MS interfaces can be understood. Strategies used and results obtained from recent investigations to systematically modify the SBH are also examined from the perspective of the physical and chemical principles of the MS interface.

928 citations

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Thomas P. Russell1
TL;DR: The use of X-ray and neutron reflectivity to study polymers in the condensed state and in solutions is revieved in this article, where basic theoretical and experimental concepts of specular reflectivity are presented.

736 citations

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TL;DR: A review of the GISAXS technique, from experimental issues to the theories underlying the data analysis, with a wealth of examples, can be found in this paper, where the authors introduce the notions of particle form factor and interference function, together with the different cases encountered according to the size/shape dispersion.

717 citations

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01 Jan 1954
TL;DR: In this paper, Bragg et al. describe the Optik der R6ntgenstrahlen in Raumgitter and leitet damit fiber zu den experimentellen Methoden and Ergebn]ssen, die den folgenden B~nden vorbehalten bleiben.
Abstract: W~hrend W. L. Bragg im ersten, 1933 erschienenen Bande dieses grossangelegten Werkes eine allgemeine ()-bersicht fiber das ganze Gebiet der RSntgenstrahibeugung an Kristallen gab und dabei besonderes Gewicht auf die Atom-Theorie des Kristallbaus legte, behandelt Band I I die Optik der R6ntgenstrahlen im Raumgitter und leitet damit fiber zu den experimentellen Methoden und Ergebn]ssen, die den folgenden B~nden vorbehalten bleiben. Der Verfasser, wohlbekannt durch seine Untersuchungen fiber Atomformfaktoren und fiber den Einfluss der Mosaikstruktur und der Temperatur auf die Intensitar der Interferenzmaxima, hat die Arbeit an dem Buch schon in England begonnen. Seine Uebersiedelung nach Kapstadt, mehr noch der bald darauf ausbrechende Krieg, haben Fertigstellung und Drucklegung bis 1948 verzSgert. Aber, wie das Sprichwort sagt, 'was lange w~hrt, wird endlich gut ' . Das nunmehr vorliegende Werk ist bewundernswert wegen der Vielseitigkeit des behandelten Stoffs, der umfassenden Berficksichtigung der Literatur aus allen Teilen der Erde, der Vollst~ndigkeit in allen theoretischen Einzelheiten und der Kunst der Darstellung im Allgemeinen. Nach der experimentellen Seite hin l~sst tier Autor Knappheit walten; die sp~teren B~nde werden ja die Erg~nzungen bringen. Und doch spfirt man in seiner Darstellung fiberall die 'Lebensn~he', die einer vielseitigen experimentellen Bet~tigung entspringt. Der Verfasser folgt insofern der historischen Entwicklung, als er mit der Kinematischen Theorie der RSntgenstrahlinterferenzen beginnt, in der die gegenseitigen Zustrahlungen zwischen den Atomen des Kristalls vernachl~ssigt werden. Er braucht dabei yon vornherein das Verfahren des reziproken Gitters, das ja der Benutzung des Braggschen Spiegelungsgesetzes weniger bei den regul~ren Maxima eines ungestSrten Raumgitters vorzuziehen ist, als bei den durch GitterstSrungen .aller Art hervorgerufenen Nebenmaxima. Zu solchen StSrungen ist auch die endliche Begrenzung der KristaUe zu z~hlen; auf den Kristallformfaktor und seine Analogie bei der Beugung sichtbaren Lichts geht das letzte Kapitel mit erfreulicher Griindlichkeit ein, obwohl meines Wissens dieser Teil der Theorie bisher weniger fiir die RSntgen-, als fiir die Elektronen-Strahlen in Betracht kommt. Von grundlegender Bedeutung in der kinematischen Theorie ist der Atomformfaktor. Kapitel I I I und IV berechnen ihn sowohl ffir Frequenzen weir oberhalb aller Absorptionskanten, als auch ffir Spektralbereiche in deren N~he, und zwar zun~chst nach der kIassischen Theorie, dann nach der Quantentheorie. Die Formeln der letzteren lassen sich n~mlich auf diese Art leicht anschaulich deuten. Eingehender als jedes andere mir bekannte Buch, geht dieses auf die Darstellung der Elektronendichte durch Fourierreihen und auf ihre experimentelle Ermitt lung ein. Und fast noch wertvoller erscheint dem Referenten der Bericht fiber die Nebenmaxima, welche tells bei Mischkristallen, tells als Folge der W~rmeschwingungen auch bei reinen Substanzen auftreten und erst verh~ltnism~issig sp~t erforscht wurden. Hier kommen besonders die schSnen Arbeiten yon K. Lonsdale und ihren Mitarbeitern in das rechte Licht, um so mehr, als der Text von einer grossen Zahl photographischer Reproduktionen unterstfitzt wird, wie denn auch die anderen Kapitel damit vortrefflich ausgestattet sind. Es entspringt wohl teils weiser Beschr~fl~ung des Autors, tells unfiberwundenen theoretischen Schwierigkeiten, dass das Buch die Diskussion dieser vielgestaltigen Erscheinungen nur soweit durchffihrt, dass aus den Beobachtungen die zugehSrige Intensit~tsverteilung im Raume des reziproken f i t t e r s angegeben wird, womit die Zuf~lligkeiten der Einfallsrichtung und der Wellenl~uge abgestreift werden. Die weitergehende Aufgabe, diese Intensit~tsverteilung aus den Gitterschwingungen zu deuten, geht fiber die 0p t ik hinaus und ist fiberhaupt nur in ganz wenigen F~llen bisher einigermassen gelSst. Aber auch die dynamische Theorie der RSntgenstrahlinterferenzen kommt zu Wort. Das Buch bringt sowohl die Ueberlegungen, durch welche C. G. Darwin schon 1914 zu ihr fiberleitete, als auch die einige Jahre sp~tere und die weir jiingere, yon Referenten gegebene, Form dieser Theorie. Der Reziprozit~tssatz der Optik gestattet dann den Uebergang zu den von Kossel entdeckten Interferenzen, bei denen die Strahiungsquelle im Inneren des Kristalls liegt. Die letzten Kapitel gehen fiber die auf Kristalle bezfiglichen TJ-berlegungen insofern hinaus, als sie neben der Beugungen besonders ldeinen Kristalliten und Festk6rpern mit Faserstruktur auch die Beugung an Gasmolekiilen, an Fliissigkeiten und Gl~sern in Betrachb ziehen. Die ~4Jmlichkeit der dabei benutzten Denkmethoden mit denen der Kristalltheorie und die grosse Bedeutung dieser Erscheinungen in der heutigen Physik und Chemie rechtfertigen diese ~-berschreitung des eigentlichen Themas. Man muss diesem Buche die weiteste Verbreitung wfinschen. Es ist mehr als ein Hilfsmittel ffir den auf dem Sondergebiete der R6ntgenstrahlbeugung arbcitenden Wissenschaftler. Es hat weitgehenden Wert fiir die wissenschaftHche Allgemeinbfldung der Physiker.

2,363 citations

Book
01 Jan 1964

1,877 citations

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TL;DR: In this article, the total reflexion of X-rays was studied and it was shown that X-ray can be interpreted as a measure of the amount of radiation absorbed by the human body.
Abstract: (1923). CXVII. The total reflexion of X-rays. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science: Vol. 45, No. 270, pp. 1121-1131.

171 citations

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TL;DR: In this paper, the metal-semiconductor surface barriers were formed by epitaxially grown Al(001) on GaAs (001) with MBE at room temperature.
Abstract: Metal‐semiconductor surface barriers were formed by epitaxially grown Al(001) on GaAs(001) with MBE at room temperature. The diodes exhibit nearly ideal electrical characteristics. It is also demonstrated that different barrier heights may be achieved by growing Al layers on MBE GaAs surfaces with different surface stoichiometries.

157 citations