高分辨X射线衍射（HRXRD)以半导体单晶材料和各种低维半导体异质结构为主要研究对象，是半导体单晶材料结构分析的第一测试手段。

    HRXRD与普通X射线衍射不同。主要有以下几个方面：

    （1） HRXRD的入射束经过多次反射限束实现了高度平行化和单色化，更接近单色平面波。粉末衍射的入射束角发散度约200s(arcsec)已经足够，而

HRXRD的入射束角发散度至少要限束到12s,甚至2.5s。因此具有更高的角分辨率。

    （2） HRXRD对晶格应变具有更高的灵敏度。RBS,MEIS和TEM的晶格应变分辨率最高只有0.01，而HRXRD一般都在0.0001以上，设置达到10^-8_。

    （3） HRXRD比普通X射线衍射仪具有更高的精度，普通X射线衍射仪最高测角精度为0.001^。 而HRXRD的测角精度小于0.001^。有的可达0.0001^。

设置0.01s。

    （4）HRXRD 结果分析具有完整的理论体系，对实验结果可进行运动学和动力学理论拟合计算。

    （5）HRXRD不只是测量倒易格点的位置，而且还可以用来分析倒易格点的形状。

    高分辨X射线衍射的主要研究对象如下：

1. 近乎完整晶体的结晶完整性。近完整晶体以半导体单晶为代表，主要有C，Si, Ge,GaAs,InP ,GaN等，其中Cu K_ul辐射的本征半宽度大多数10s左右。位错，点缺陷，表面机械损伤和离子注入损伤都可以破坏晶体的结晶完整性，利用HRXRD可通过测量衍射峰的宽度来判断缺陷的含量。

2. 各种低维半导体异质结构的结晶质量和结构参数的测量。外延膜的HRXRD衍射峰宽和峰两侧的干涉条纹与外延膜的厚度和结晶质量有关。外延膜衍射峰相对于衬底峰的角距离与外延膜的组分和应变有关。因此我们可以利用HRXRD来确定外延膜与衬底的共格状态（完全共格，完全驰豫和部分驰豫），结晶完整性，组分，膜厚和应变，也可以确定多层结构中个结构参数，从而为材料生长工艺提供可靠的依据。

3. 第三代半导体材料结晶完整性的研究，第三代半导体材料以GaN/蓝宝石和ZnO/蓝宝石异质外延膜为代表。由于外延膜与衬底存在较大的晶格失配和热失配，外延膜不是完整的单晶膜，而是含有高密度位错的镶嵌结构，位错的密度与材料的光电特性有密切关系。HRXRD可以确定材料的共格长度，均匀应变，非均匀应变以及位错密度等重要参数。

 下一章我们介绍低维半导体异质结构高分辨X射线衍射的基本原理和实验方法。