AlN,GaN, SiCのX線回折面(Mathematica)

 GaNは、ピエゾ分極によるQCSE(量子閉じ込めシュタルク)効果により、極性面からでは光取り出し効率が悪いため、最近は、無極性面や非極性面が着目されています。この場合、結晶性評価に用いるX線回折で、非対称面測定を行う場合、各面ごとに計算し直さなくてはいけません。禁制で強度が検出されないこともあり。毎回計算し直すのは面倒なので、数値計算ソフトを活用します。
【補足】
 練習目的:Mathematicaで数値計算
【計算結果】
(対称面 for 極性面) 
 GaN (002):17.2812, AlN (002):18.0126, 4H-SiC (004):17.8532
(非対称面 for 極性面)
 GaN (102):24.0464, AlN (102):24.9028, 4H-SiC (104):24.9045
 GaN (105):52.4951, AlN (105):55.5081, 4H-SiC (1010):54.9862
 GaN (204):54.5826, AlN (204):57.3689, 4H-SiC (208):57.3746
 GaN (114):49.9727, AlN (114):52.3895, 4H-SiC (118):52.297
(非対称面 for 極性面)
 GaN (102):43.1949, AlN (102):42.7466, 4H-SiC (108):43.2783
 GaN (105):20.5841, AlN (105):20.29, 4H-SiC (1010):20.6391
 GaN (204):43.1949, AlN (204):42.7466, 4H-SiC (208):43.2783
 GaN (114):39.1148, AlN (114):38.6755, 4H-SiC (118):39.1966


(* Constant *)
d=1.540562 (*Cu-Ka1*);
(*c-axis*)
cg=5.186 (*GaN*);
ca=4.982(*AlN*);
cs=10.05/2 (*SiC*);

(*a-axis*)
ag=3.189(*GaN*);
aa=3.112(*AlN*);
as=3.081(*SiC*);

(* Symmetric *)
Blag[c_]:=ArcSin [d/c]*180/Pi;
Print["GaN (002):", Blag[cg],", AlN (002):",Blag[ca],", 4H-SiC (004):",Blag[cs]];

(*Asymmetric*)
DA[h_,k_,l_,c_,a_]:=1/Sqrt[(4/3(h^2+k^2+h*k)/a^2+l^2/c^2)];
Print["GaN (102):", Blag[2*DA[1,0,2,cg,ag]],", AlN (102):",Blag[2*DA[1,0,2,ca,aa]],", 4H-SiC (104):",Blag[2*DA[1,0,2,cs,as]]];
Print["GaN (105):", Blag[2*DA[1,0,5,cg,ag]],", AlN (105):",Blag[2*DA[1,0,5,ca,aa]],", 4H-SiC (1010):",Blag[2*DA[1,0,5,cs,as]]];
Print["GaN (204):", Blag[2*DA[2,0,4,cg,ag]],", AlN (204):",Blag[2*DA[2,0,4,ca,aa]],", 4H-SiC (208):",Blag[2*DA[2,0,4,cs,as]]];
Print["GaN (114):", Blag[2*DA[1,1,4,cg,ag]],", AlN (114):",Blag[2*DA[1,1,4,ca,aa]],", 4H-SiC (118):",Blag[2*DA[1,1,4,cs,as]]];

(* skew-symmetric *)
X[h_,k_,l_,c_,a_]:=ArcCos[Sqrt[3a^2/(4c^2)]*l/Sqrt[h^2+k^2+h*k+3/4*a^2/c^2*l^2]]*180/Pi;
Print["GaN (102):",X[1,0,2,cg,ag], ", AlN (102):", X[1,0,2,ca,aa],", 4H-SiC (108):", X[1,0,2,cs,as]];
Print["GaN (105):",X[1,0,5,cg,ag], ", AlN (105):", X[1,0,5,ca,aa],", 4H-SiC (1010):", X[1,0,5,cs,as]];
Print["GaN (204):",X[2,0,4,cg,ag], ", AlN (204):", X[2,0,4,ca,aa],", 4H-SiC (208):", X[2,0,4,cs,as]];
Print["GaN (114):",X[1,1,4,cg,ag], ", AlN (114):", X[1,1,4,ca,aa],", 4H-SiC (118):", X[1,1,4,cs,as]];

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