Elektronidiffraktiota

Elektronidiffraktiota, usein lyhennettynä LEED (Low-Energy Electron Diffraction) tai RHEED (Reflection High-Energy Electron Diffraction), on kokeellinen tekniikka, jota käytetään atomien järjestymisen tutkimiseen kiinteiden aineiden pintakerroksissa. Menetelmä perustuu elektronien vuorovaikutukseen aineen kanssa. Kun elektronisuihku kohdistuu näytteen pintaan, elektronit siroavat ja diffrahtoituvat näytteen atomien muodostamien jaksollisten rakenteiden vaikutuksesta. Tämä diffraktiokuvio sisältää tietoa pinnan kaksiulotteisesta kiderakenteesta.

LEED-tekniikassa käytetään matalaenergisiä (tyypillisesti 20-200 eV) elektroneja, jotka tunkeutuvat vain muutaman atomikerroksen syvyyteen pintaan nähden. Tuloksena saatu diffraktiokuvio on suora heijastus pinnan atomien järjestymisestä. RHEED puolestaan käyttää korkeaenergisiä (tyypillisesti 10-50 keV) elektroneja, jotka tulevat näytteeseen lähes pintaan nähden vinosti. Tämä mahdollistaa prosessien seuraamisen reaaliaikaisesti näytteen kasvaessa, kuten epitaksiaalisessa kasvussa.

Elektronidiffraktion avulla voidaan määrittää pinnan kiderakenne, tunnistaa epäpuhtaudet, tutkia pintareaktioita ja seurata ohuitten kalvojen kasvua. Se on erittäin herkkä tekniikka, joka soveltuu erityisesti puolijohteiden, metallien ja muiden kiteisten materiaalien pintojen karakterisointiin. Menetelmä vaatii yleensä erittäin tyhjiöolosuhteita, jotta elektronit eivät siroa ilmamolekyyleistä.