2.4. Динамические эффекты при диффузном рассеянии

12.4.1. Рассеяние и повторное рассеяние

Для условий дифракции, при которых динамическое рассеяние дает существенный вклад в интенсивности резких брэгговских отражений, оно будет влиять и на интенсивность диффузного рассеяния. Прежде всего следует принимать во внимание, что падающий пучок не является единственным сильным пучком в данном кристалле. Каждый дифрагированный пучок будет в свою очередь служить источником диффузного рассеяния. Далее, диффузно рассеянное излучение при прохождении через кристалл будет испытывать дифракцию. Пучки, рассеянные диффузно в двух направлениях, угол между которыми равен удвоенному брэгговскому углу, могут взаимодействовать динамически, что, помимо всего прочего, приведет к образованию линий Косселя и Кикучи . Наконец, диффузно рассеянное излучение может повторно рассеиваться диффузно один или несколько раз, так что для толстого кристалла наблюдаемая интенсивность диффузного рассеяния может оказаться суммой многих многократно рассеянных компонентов, которые все модифицированы динамическим взаимодействием брэгговских отражений.

Для дифракции рентгеновских лучей в совершенном кристалле, как правило, бывает достаточно двухволновой динамической теории. В случае теплового диффузного рассеяния, например, как падающий, так и дифрагированный пучки пропорционально их интенсивностям можно считать источниками диффузного рассеяния [321]. В общем случае диффузно рассеянное излучение будет проходить через кристалл со средним коэффициентом поглощения. Однако если это излучение встречает на пути плоскость под брэгговским углом, то излучение будет дифрагировать и давать резкие линии Косселя или Кикучи.

Фиг. 12.3. Схема, показывающая расчет диффузного рассеяния при динамической дифракции электронов.

При дифракции электронов положение обычно усложняется -волновыми дифракционными эффектами. Тем не менее некоторые полезные результаты для теплового диффузного рассеяния для двухволнового случая получил Такаги 1367], а Фудзимото и Каинума [146], Фудзимото и Хови [147] и Ишида [231] обобщили этот подход на другие типы диффузного рассеяния. Полезный подход к общему -волновому методу динамической теории сделал Йённес [156, 158]; Йённес и Ватанабе [159] использовали его для случая относительно малого количества пучков, а Фишер [1361 — для случая диффузного рассеяния, обусловленного ближним порядком. Этот подход развили Каули и Погани [911; они дали общую теорию и предложили расчетные методы, которые Дойль [117, 119] использовал для детальных расчетов теплового и плазмонного рассеяния, а Каули и Мэррей [90] — для рассмотрения рассеяния, связанного с ближним порядком.

Если считать, что кристалл разделен на много тонких слоев, почти перпендикулярных падающему пучку, то полное однократное диффузное рассеяние можно рассматривать как сумму диффузного рассеяния от каждого слоя в отдельности. Для рассмотрения диффузного рассеяния от какого-либо слоя кристалл следует мысленно разделить на три части, как показано на фиг. 12.3. Падающий пучок входит в область I и испытывает -волновую динамическую Дифракцию, как в совершенном кристалле. Область II является слоем, в котором каждый брэгговский пучок приводит к

Фиг. 12.4. Пересечение сферы Эвальда с областями рассеивающей способности, соответствующими фонону с импульсом

диффузному рассеянию. Тогда в области III диффузно рассеянные пучки испытывают n-волновое динамическое взаимодействие за счет брэгговских отражений.