Способ получения рентгеновских дифракционных топограмм монокристаллов на отражение Советский патент 1985 года по МПК G01N23/20 

111 Изобретение относится к методам исследования реальной структуры кри таллов. Известен способ получения рентгеновских дифракционных топограмм мон кристаллов на отражение, согласно которому используется характеристическое излучение рентгеновской трубки с линейным фокусом. Фотоматериал должен обладать весьма высокой разрешающей способностью. Метод используется в схеме на отражение и наряду с фрагментами позволяет выявлять дислокации СОНедостатками этого метода являюд- ся неоднородность топограммы, обусловленная неравномерностью яркости источника по его длине, наложение рефлексов при больших ((более 5 мм размерах кристалла. . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является Способ получения рентгеновских дифракционных топограмм монокристаллов, включающий .облучение исследуе- мого кристалла расходящимся пучком немонохроматизированного рентгеновского излучения микрофокусного источника, сканирование кристалла, регистрацию дифрагированного излуче ния и ориентацию кристалла так, что отражающие плоскости при сканировании остаются параллельными плоскости регистрации. Кристалл вращается в расходящемся пучке рентгеновских лучей вокруг оси, которая лежит в плоскости поверхности кристалла и совпадает с исследуемой кристаллографической плоскостью С2. При этом фотопластинка совершает сложное движение. Она вращается вокруг оси вращения кристалла в том ж направлении с удвоенной скоростью (2 U)) и вокруг параллельной оси, леж щей в плоскости фотопластинки, в противоположную сторону со скорость равной скорости вращения кристалла ( - UJ) . Тйедостатком известного способа является необходимость создания сло ной рентгеновской камеры, Цель способа - упрощение кинемат ческой схемы без потери разрешающей способности. Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения рент геновских дифракционньпс топограмм монокристаллов на отражение, включа щему облучение исследуемого кристалла расдсодящимся пучком немонохроматизированного рентгеновского излучения микрофокусного источника, сканирование кристалла, регистрацию дифрагированного излучения и ориентацию кристалла, так, что отражакодие, плоскости при сканировании остаются па- раллельными плоскости регистрации, кристалл облучают микрофокусным источником рентгеновского излучения, фокус которого располагают в одной плоскости с плоскостью регистрации, а сканирование кристалла осуществляют в направлении, перпендикулярном отражающим плоскостям, при неподвижном регистрирующем устройстве. На чертеже изображена рентгенооптическая схема съемки топограмм для случая симметричной геометрии дифракции. Микрофокусный источник 1 рентгеновских лучей располагается в одной плоскости с фотопластинкой -2 или другим регистрирующим устройством. При этом отражающие плоскости кристалла 3 дрлжнь быть параллельны nJTOCKQCr ти .гистрации.. Во время съемки . кристалл облучают расходящимся пучпседа рентгеновских лзгчей через щель 4 так, чтобы имело место одновременное отражение обеих составляющих К -дуплета ( и Л) и линейно сканируют в направлении, перпендикулярном к отражающим плоскостям. ПриЭТОМ -сак и согласно известному способу, имеет место фокусировка по длинам волн (см. чертеж, штриховые линии А ( и В (В) - точки на кристалле; Л и в - соответствующие им точки в плоскости регистрирующего устройства}. В симметричном случае дифракции изображение всегда получается увеличенным в 2 раза, что снижает требования к разрешающей способности регистрирующего устройства. При асимметричной дифракции, когда поверхность кристалла образует угол Ч с отражающими плоскостями, коэффициент увеличения в горизонтальной плоскости уменьшается до величины 2 Cos f , а в вертикальной плоскости остается равным двум. В прототипе аналогичное увеличение достигается при равенстве расстояний источник-кристалл и кристалл-фотопластинка. Разрешающая способность предлагаемого способа сЛ определяется разрешением регистрирующего устройства и J113 размером фокуса трубки. В симметричном случае (Ч О) разрешение в плос кости объекта равно cf ( f + d)/2, (1) где - размер фокуса в плоскости ре гистрации-, Д: - разрешение регистрирующего устройства. В асимметричном случае ( ) получаем(f+4)/(2.CosV) (2) в горизонтальной плоскости, а в вертикальной - по выражению (1). Для предлагаемого способа характерной особенностью является отсутствие зависимости разрешающей способности от гейметрических размеров установки (частный случай в прототи ре). . . Поэтому можно максимально приблч|Ять источник излз 1ения и регистрирующее устройство к исследуемому кристаллу, и за счёт этого увеличить коэффициент использования рентгеновской мощности источника. Расходимость пучка рентгеновских лучей согласно предлагаемому способу, может быть меньше, чем в прот6т1г:пе, так как нет необходимости облу:чать сразу весь кристалл. Достаточно обеспечить только одновременное отражение характеристических линий спектра , и К д , При этом уменьрается фон на фотопластинке. Предложенный способ может быть реализован следующим образом. В качестве мшсрофокусного источника используется рентгеновский излучатель Светлана (РЕИС-И;) с трубкой БС-1. .Л Диаметр фокусного пятна трубки БС-1 (Си) при электростатической и магнитной фокусировках составляет по паспорту 35-70 мкм. Близкое к вертикальному положение излучателя позволяет уменьшить вертикальную проекцию фокуса до 12-23 мкм. В качестве объекта исследования взят монокристалл карбида кремния политипа 6Н в виде пластинки, вырезанной по плоскости (ЮТоК Использовалось от1}ажение 3030, которое на излучен 1е СиК дает отражение на брэгговском угле . Модернизированный гониометр Вайссенберга (РГНС и компактная конструкция излучателя позволяют расположить образец на расстоянии 50 мм от фокуса трубки. Ширина щели, расположенной на расстоянии 10 мм от фокуса, составляет 0,1 мм. При этом кристалл одновременно отражает обе составляющие дублета СиК . При съемке топограммы на фотопластинку для ядерных исследований типа МР с толщиной эмульсии 10 мкм экспозиция составляет 30 мин/мм. По своему качеству полученная топограмма несколько уступает топограммам, получаемым другими методами, в частности методом углового сканирования. Качество топограмм существенно возрастаетi если вместо трубки ВС-1 использовать трубку БС-5 с размером фокуса 3-6 мкм, так как разрешение улучшается в 2. 8 раз. Использование фотопластинок с толщиной эмульсии 50 мкм позволит вдвое сократить экспозицию (до 15 мин/мм/. Техническая эффективность предлагаемого способа заключается в более . простой кинематической схеме.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ДИФРАКЦИОННЫХ ТОПОГРАММ МОНОКРИСТАЛЛОВ НА ОТРАЖЕНИЕ, включающий облучение исследуемого кристалла расходящимся пучком немонохроматизи- рованного рентгеновского излучения микрофокусного источника, сканирование монокристалла при такой его ориентации, что отражающие плоскости при сканировании остаются параллельными плоскости регистрации и регистрацию дифрагированного излучения, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, фокус микрофокусного источника излучения располагают в плоскости регистрации, а сканирование кристалла осуществляют г в направлении, перпендикулярном отражающим плоскостям, при-неподвижном СП регистрирующем устройстве.