Способ определения радиуса кривизны монокристаллических пластин Советский патент 1986 года по МПК G01N23/20 

Изобретение относится к рентгенострук- турному анализу и может быть использовано для неразрушающего контроля напряжений в монокристаллических пластинах.

Цель изобретения - увеличение чувствительности, точности и экспрессности определения радиуса кривизны монокристаллических пластин.

На чертеже показана схема предлагаемого способа.

Схема содержит систему щелей С: неподвижную щель I и подвижную щель II (III и Ib - положение подвижной щели соответственно при первой и второй записи кривой качания), счетчик рентгеновских квантов Р, кристаллическую пластину К, источник рентгеновского излучения И и крис- талл-монохроматор М.

Суть метода заключается в том, что из-за разницы рефракции рентгеновских лучей на образце и на его крае с помощью регистрирующей системы удается получить кривую качания, состоящую из двух дифракционных пиков, один из которых (получаемый от края) является репером, а смещение другого (полученного от выбранной области образца) может быть использовано для определения радиуса кривизны образца. Разделение кривой качания на два пика связано с тем, что при падении сколлими- рованного пучка на образец под малым скользящим углом образец находится в асимметричной геометрии дифракции (брэг- говский и лауэвский), а его край - в геометрии дифракции, близкой к симметричной Лауэ-дифракции. Поэтому дифракционный пик, отраженный от образца, будет смещен за счет рефракции рентгеновских лучей относительно цикла, соответствующего его краю. Величина этого смещения р будет тем бо.1ьще, чем меньще угол скольжения

,1,() гр . ft

Ф -JUy . и - -:,

2зшг|;

Для того, чтобы дифракционные максимумы, полученные от образца и его края, надежно разрещались, необходимо, чтобы угловой интервал между ними был много больше полущирины кривой качания идеального образца:

sini|3« sin2e.

Для определения радиуса кривизны образца в случае дифракции на прохождение перед счетчиком устанавливаются две щели. Первая (неподвижная) пропускает дифрагированный пучок, идущий от края образца, вторая (подвижная) - от выбранной области образца. В случае дифракции на отражение на пучок, дифрагированный на краю образца, накладывается пучок, дифрагированный от области, прилегающей к краю образца. Поэтому для экранирования этой области щель устанавливают перед образцом. Делаются две последовательные записи кривых качания образца, которые

отличаются положением второй щели. Подвижная щель может быть заменена двумя неподвижными, которые при записи кривых качания поочередно перекрывают. Если образец изогнут, то смещение второй щели

приводит к и.зменению углового положения дифракционного пика, при этом положение первой щели остается неизменным, что соответствует неизменности углового положения реперного пика. Радиус кривизны

определяется соотношением

{ J-

1Р1-Р2|

Чувствительность метода дается выражением

- д где D - размер образца;

Др- точность измерения величины Pi - 9. Если D 5 см, Др 0,2, то 500 км, что более чем на порядок превы0 шает чувствительность известного способа. Другим достоинством предлагаемого способа является его высокая точность: для ее обеспечения требуется плавность поворота образца в ограниченном интервале углов, а в известном способе необходима точная фиксация углового положения образца во время съемок, что предъявляет очень высокие требования к качеству механики системы поворота образца. Кроме того, способ отличается экспрессностью (он не

0 связан с фотографическим процессом), особенно в случае измерения радиуса кривизны, не превышающего несколько километров, так как в этом случае можно ограничиться одной записью кривой качания.

Способ может быть использован для

экспрессного контроля кривизны монокристаллических пластин в лабораториях НИИ и промышленных предприятиях.

Формула изобретения

0 Способ определения радиуса кривизны монокристаллических пластин, в котором на образец направляют сформированный монохроматором широкий пучок рентгеновских лучей, выводят образец в отражающее положение для выбранной системы кристаллографических плоскостей, определяют положение дифракционных максимумов, зарегистрированных от двух областей образца, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, точности и экспрессности,

Q на образец направляют пучок под скользя- 1ЦИМ углом ф, отвечаюшим условию

sinaj)«- sin2e,

Хп

где хо и Хп - соответственно нулевой и л-й 5члены Фурье - разложен -,я

диэлектрической проницаемости образца; 9 - угол Брэгга,

5 .„

снимают кривую качания от одной области образца и его края, затем от второй области и того же края образца и определяют радиус кривизны / образца по формуле

P - P2l

L - расстояние между выбранными

областями на образце; р2- угловой интервал между дифракционными максимумами, полученными от образца и его края при первой и второй записях кривых качания.

Изобретение относится к рентгено- структурному анализу. Целью изобретения является увеличение чувствительности, точности и экспрессности. Способ основан на том, что при использовании асимметричного отражения из-за разницы в рефракции рентгеновских лучей дифракционный максимум на образце смещен относительно максимума, полученного от края образца. При этом кривая качания образца, «купающегося в сформированном монохроматором щиро- ком пучке, состоит из двух дифракционных максимумов. Выделяя на образце с помощью щелей две области и получая от них дифракционные максимумы, можно с высокой степенью точности определить расстояние между ними, используя в обоих случаях в качестве репера дифракционный максимум, § полученный от края образца. 1 ил. (Л ю 4 сд ;о О5 00

Jd

:

IT