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KikuchiLines X の使用方法 |
KikuchiLines XはRHEED(反射高速電子回折)条件下での菊池線およびRHEEDパターンの計算を行うプログラムです。 本プログラムは菊池線やRHEEDスポットの幾何学的な位置は計算できますが、強度は計算できません。
プログラムを起動すると以下のようなウィンドウが表示されます。
計算条件を変更するには、右下の ボタンを押してください。
以下のような設定シートが現れます。
設定に用いるパラメータの詳細は 「計算パラメータの詳細」 で説明します。 設定を行ったら「確認」ボタンを押し、メインウィンドウの「計算開始」ボタンを押して計算を行います。 計算を行った例を以下に示します。
図中の青色の線がExcess線 (RHEED図形で明るく見える線)、黄色の線がDefect線 (RHEED図形で暗く見える線)、緑色の丸は 1×1 のスポットです。 菊池線あるいは回折スポットをクリックすると赤色で表示され、下方の選択項目の指数欄にその指数が表示されます。
本プログラムは計算した菊池線/RHEEDスポットと実験で得たRHEED図形を重ねて表示することができます。 RHEED図形をオーバーレイするには、「RHEED図形選択」ボタンを押し、所望のRHEED図形を選択します。 本プログラムはほとんどの画像フォーマット (TIFF/JPEG/GIF/PICT/PDF等) をサポートします (OS付属のプレビューアプリケーションで開くことのできるものをサポートしています)。 ただし、本プログラムは画像処理機能はありませんので、あらかじめ見やすいように画像調整を行っておいてください。 また、画像の解像度は 72 dpi にしておくことをお勧めします。 高解像度の画像を用いると画質が落ちることがあります。
以下に、RHEED図形を読み込んだときの状態を示します。
通常、読み込んだだけの状態ではRHEED図形と計算した図はサイズや位置が一致しません。 RHEED図形を移動するには 'option' キーを押しながらマウスボタンを押し、マウスをドラッグしてください。 読み込んだ図形の大きさはサイズスライダあるいはサイズスライダ横のフィールドに拡大率を入力することで変えることができます。 読み込んだ図が傾斜している場合には角度スライダあるいは角度スライダ横のフィールドに回転角を入力することで平行に修正することが可能です。 このように修正を行うと、下図のように計算と実験を一致させることができます。 なお、画像解像度が 72 dpi で、カメラ長が正しく入力されているときは拡大率1でサイズは一致します。 菊池線、計算したスポット、読み込んだRHEED図形はそれぞれ表示/非表示を切り替えられますので、適宜 ON/OFF してください。
計算した菊池線やオーバーレイしたRHEEDパターンは計算パラメータとともに保存することができます。 読み込んだRHEED図形は保存データに含まれますので、元の画像はなくても構いません。
メインウィンドウ右下の ボタンを押すと、設定内容をテキストファイルで表示したサブウィンドウが表示されます(下図)。
このテキストは編集や保存はできませんが、選択してコピーすることが可能です。必要に応じて利用してください。
計算パラメータを設定する前に下記の定義事項を理解しておく必要があります。 軸の設定は以下の図のようになっています。 図に示すように、z 軸は表面の法線方向、y 軸は基準方位の指数に平行な方向となり、x = y × z です。 ただし、指定した基準方位の指数が表面に平行でない場合には、面内のベクトルになるように計算し直されます。 入射電子線の波数ベクトル k0 は y 軸から φ (基準方位からの角度) だけ回転した方位で、 視射角 θ の方向から入射します。
蛍光板は入射電子線と対向するように配置されます (下図は表面を横から見た図)。 カメラ長とスクリーンの傾斜角は図のように定義されています。
下図は表面を上から見た図です。 スクリーン方位角 ρ は図のように定義されています。 実空間上の二次元の単位ベクトル (a1 と b1) の例が図に示してあります。 ここで、1×1 ユニットの単位ベクトル (a1 と b1) はそれぞれの x 成分と y 成分で定義されます。 このとき長さの単位は格子定数 (a0) です。 例えば、Si(111) 面 (a0 = 5.43Å) の場合は単位胞は菱形になり、 単位ベクトルの長さは a0/√2 です。 ここで入射方位が[11-2]であるとすると、 a1 = (-1/2√2, √3/2√2)、 b1 = (-1/2√2, -√3/2√2) となります。
再配列構造のユニットは 1×1 ユニットの単位ベクトル (a1 と b1) を用いて定義します。 例えば、7×7 構造の場合には a2 = (7, 0)、b2 = (0, 7)、 √3×√3 構造の場合には a2 = (1, -1)、b2 = (2, 1) となります。