Odbiciowa dyfrakcja wysokoenergetycznych elektronów RHEED jest eksperymentalną techniką pozwalającą na nieinwazyjne badanie powierzchni kryształów oraz monitorowanie wzrostu cienkich warstw w procesie epitaksji z wiązki molekularnej. Technika ta umożliwia również orientację kryształu wzdłuż wybranego kierunku krystalograficznego oraz identyfikację rekonstrukcji tworzących się na powierzchni.
W doświadczeniu RHEED wiązka elektronów jest ogniskowana przy pomocy soczewki magnetycznej oraz przyspieszana napięciem 18 kV. Cewki ustawione wzdłuż toru elektronów pozwalają nakierować wiązkę na powierzchnię badanego kryształu pod niewielkim kątem, nie większym niż 5o. Duża energia elektronów oraz niewielki kąt padania wiązki sprawiają, że technika RHEED jest wrażliwa na zjawiska zachodzące na powierzchni badanych substancji.
Budowa dyfraktometru
Rysunek 1 przedstawia schemat dyfraktometru RHEED. Z prawej strony widoczne jest działo elektronowe złożone z wolframowej katody, z której elektrony emitowane są na skutek termoemisji, cylindra Wehnelta oraz anody. Anoda jest uziemiona, natomiast katoda znajduje się na ujemnym potencjale rzędu 18 kV przyspieszającym elektrony. Wiązka elektronów trafia w obszar cewki korekcyjnej, a następnie na platynową przesłonę z otworem o średnicy 0,59 mm, która zmniejsza jej rozbieżność. Cewki magnetyczne odchylają wiązkę w kierunkach prostopadłym i równoległym do płaszczyzny kryształu.
Uformowana wiązka elektronów pada na badaną próbkę, a po odbiciu od niej trafia w ekran pokryty substancją fluorescencyjną. Obraz dyfrakcyjny powstający na ekranie jest rejestrowany przy pomocy kamery CCD.
Rys. 1. Schemat ideowy dyfraktometru RHEED