Способ кососимметричных съемок в широком рентгеновском пучке по методу аномального прохождения Советский патент 1985 года по МПК G01N23/20 

1 Изобретение относится к исследованию кристаллов с помощью дифракции рентгеновских лучей и может быть использовано в рентгеновской трансмиссионной топографии при изучении дефектов кристаллического строения реальных кристаллов. Известен способ рентгеновской ди фракционной топографии по методу аномального прохождения с использованием симметричной лауэвской съемки в широком пучке, включающий вывод отражающей плоскости в симметри ное брэгговское положение 1 3. Недостатком способа является малая информативность о дефектах и их распределении в объеме кристалла вследствие того, что регистрируют дифракционную картину, соответствую щую одному и тому же направлению проектирования (среднему направлени потока энергии) на выходную поверхность кристалла даже при использовании различных отражающих плоскостей. Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ кососимметричных съемок в широком рентгеновском пучке по методу аномального прохождения, включающий установку кристалла известной ориентации в держателе на оси гонио ет ра, предварительную его ориентировку, при которой нормаль поверхности кристалла и нормаль отражающей плоскости выводят в плоскость, содержащую ось гониометра, вывод отра жающей плоскости в кососимметричное брэгговское полож:ение, облучение входной поверхности кристалла пучком рентгеновских лучей, источника со штриховьм фокусом, рёгистрацшо дифракционной картины на фотопласти ку, установленную параллельно выход ной поверхности кристалла. Способ значительно расширяет проективные возможности метода аномального прохождения и является предпочтительны для количественных оценок, так как позволяет получить набор топограмм с изображением дефектов и картины их распределения в объеме кристалла в разных проекциях вследствие изменения направления проектировани благодаря изменению положения плоскости дифракции даже при использовании одной и той же системы отражающих плоскостей Cz. 3 , 2 Недостаток известного способа состоит в том, что при съемках в широком пучке метрика топограмм искажается: выбранная на выходной поверхности кристалла прямоугольная система координат трансформируется в косоугольную, что нельзя не учитывать при определении по топограммам различных угловых величин, характеризующих структуру кристалла. Недостаток обусловлен тем, что участок (дуга), вырезаемый источником рентгеновских лучей из конуса возможных направлений падающих лучей, удовлетворяющих закону Брэгга, не перпендикулярен штриху фокуса, т.е. плоскость дифракции - плоскость содержащая прямой и дифрагированньш пучки не параллельна линии штриха фокуса. Цель изобретения - устранение искажения метрики дифракционных топограмм и упрощение благодаря этому последующей обработки информации. Указанная цель достигается тем, что согласно способу кососимметричных съемок в широком рентгеновском пучке по методу аномального прохождения, включающему установку известной ориентации в держателе на оси гониометра, предварительную его ориентировку, при которой нормаль поверхности кристалла и нормаль отражающей плоскости выводят в плоскость, содержацую ось гониометра, вывод отражающей плоскости в кососимметричное брэгговское положение, облучение входной поверхности кристалла пучком рентгеновских лучей источника со штриховым фокуссм и регистрацию дифракционной картины прямого и отраженного пучков на фотопластинку, параллельную выходной поверхности кристалла, перед облучением кристалла пучком рентгеновских лучей располагают штрих фокуса источника рентгеновских лучей параллельно плоскости, содержа1цей прямой и дифрагированный пучки, поворотом источника вокруг направления первичного пучка. Предпагаемый способ был осуществлен на гониометре с вертикальной осью и исходной ориентацией штриха фокуса в экваториапьной плоскости гониометра, в котором крепление рентгеновской трубки (БСВ-11 Си) до3пускает поворот ее вокруг направления первичного пучка. На чертеже показана полюсная фигура кристалла с нанесенным на ней схематически положением плоскости дифракции ( Kj, ) относительно нормали поверхности кристалла N и штриха фокуса . Исследуемую плоскопараллельную пластинку монокристалла германия с плоскостью поверхности DllJ уста навливали в держателе на оси гониометра. Для осуществления съемки отражением от системы плоскостей так, чтобы плоскость дифрак цин составляла с нормалью поверхности кри,сталла угол с --36°, производили предварительную его ориентировку, при которой нормаль поверх ности кристалла N CVHl и нормаль системы отражающих плоскостей п 20 устанавливали в плоскость, содержащую ось гонийметра. Поворачивая кри талл вокруг его нормали СИ 13 на угол ft 35°, затем вокруг вертикал ной оси гониометра tl-l1 на угол oi.41,7° выводили нормаль 502 в отражающее положение. Затем, повернув источник рентгеновских лучей вокруг первичного пучка на угол 51 arc-t -Ь2(знак угла 51 пр тивоположен знаку угла ь ), облучал входную поверхность кристалла пучко рентгеновских лучей и регистрировали прямой и дифрагированный пучки на фотопластинку, установленную параллельно выходной поверхности кристалла. Для большей наглядности характера метрики топограмм в предл гйемом и известном способах на пути вышедших из кристалла пучков между кристаллом и пленкой параллельно им помещали медную сетку с прямоуголь34ными ячейками, изображение которой накладывалось на изображение кристалла. Расстояние кристалл - фокус, кристалл - сетка, кристалл - пленка соответственно были равны 200; 1,5j 17 мм. Сравнение топограмм показало, что в предлагаемом способе прямоугольные ячейки сетки остаются косоугольньми. Значения поворотных углов кристалла ft к cL для заданного положения плоскости дифракции относительно нормали поверхности кристалла определяли с помощью сетки Вульфа по полюсной фигуре кристалла, или рассчитывали по формулам о1 мгссо5 (cos0co5ot) , . S1ri6 аус5дг -агсзлп 1 11-co5 9co5 oC где б - брэгговский угол для данной системы отражающих плоскостей ( 40). Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет получать дифракционные топограммы без искажения их метрики, что повышает надежность и точность информации, получаемой из топограмм о дефектах кристалла, что важно как для изучения свойств и поведения самих дефектов кристаллического строения в процессе того или иного физического воздействия на кристалл, так и для экспериментального изучения характера изображе ния их полей деформации на топограммах. Способ может успешно использоваться для изучения характера дислокационных структур, формирующихся в полупроводниковых кристаллах в процессе их высокотемпературных деформаций.

СПОСОБ КОСОСИММЕТРИЧНЬК СЪЕМОК В ШИРОКОМ РЕНТГЕНОВСКОМ ПУЧ КЕ ПО МЕТОДУ АНОМАЛЬНОГО ПРОХОЖДЕНИЯ, включающий установку кристалл известной ориентации в держателе на оси гониометра, предварительную его ориентировку, при которой нормаль поверхности кристалла и нормаль отражающей плоскости выводят в плоскость, содержащую ось гониометра, вывод отражающей плоскости в кососимметрич«ое брэгговское положение, облучение входной поверхности кристалла пучком рентгеновских лучей источника со штриховым фокусом, регистрацию дифракционной картины на фотопластинку, параллельную выходной поверхности кристалла, отличающийся тем, что, с целью устранения искажений метрики ди(акционных топограмм и упрощения поел едукицей обработки информации, перед облучением кристалла рентгеновским пучком располагают штрих фокуса источника рентгеновских лучей параллельно плоскости, содержащей прямой и дифрагированный пучки, поворотом источника вокруг направления первичного пучка.