Способ получения рентгеновских дифракционных топограмм Советский патент 1987 года по МПК G01N23/20 

1 1

Изобретение относится к методам исследования реальной структуры крис таллов.

Цель изобретения - повышение производительности съемки кристаллов большой площади при сохранении высокой разрешающей способности.

На фиг.1 изображена рентгеноопти- ческая схема съемки на просвет; на фиг.2 - рентгеноодтическая схема съемки н отражение; на фиг.З -схема упрощенного варианта устройства для осуществления предлагаемого способа.

Способ осуществляют следующим образом.

Из немонохроматического расходящегося пучка (прямые стрелки) рентгеновских лучей источника I формирующая щель 2 вырезает узкую часть, достаточную для одновременного отражения кристаллом 3 обеих составляющих К,-дублета (Д и /l ) - Одновременно с вращением кристалла вокруг оси О со скоростью W щель 2 вращают вокруг оси, проходящей через фокальное пятно источника 1 рентгеновских:

кг R-7rj-V-T -Г .

. U sin(i(i+0) -I L sin(ioi+6t- ) J

где верхний знак соответствует съемке- на просвет, нижний - съемке на отражение ;

R - расстояние фокус-кристалл; г - расстояние кристалл - щель 5; 0 - угол Брэгга; d угол между отражающей плоскостью и поверхностью кристалла;

0, - угол между поверхностью кристалла и плоскостью щели; при этом

с -arctg( tgo). (2)

Выражение (1) справедливо, когда для съемки на просвет с 9 , а для съемки на отражение 9 ci .

Положение оси О определяется как величиной R , так и углом cf между прямой фокус - кристалл и направлением кристал - ось о :

с . (3) где верхний знак соответствует съемке на просвет, нижний - съемке на отражение; знак - перед f означает

10

173422

лучей с той же скоростью шив -том же направлении. Поэтому условия дифракции для падающего на кристалл пучка остаются неизменными в процессе 5 сканирования. Таким образом осуществляются сканирование кристалла в характеристическом рентгеновском излучении. Фокусировка отраженных лучей на пленке 4 происходит за счет вращения пленки со скоростями 2ui и -W вокруг осей О и 0.. Экранирующая щель 5 отслеживает дифрагированный пучок, поскольку она совершает вращение в плоскости дифракции вокруг оси О с удвоенной по отношению к кристаллу скоростью при одновременном вращении ее в противоположном направлении в той же плоскости вокруг оси, лежащей в плоскости щели и проходящей через ее середину, с угловой скоростью, равной скорости вращения кристалла.

20

25 Из анализа рентгенооптических схем (фиг.1 и 2) следует, что радиус R вращения щели 5 может быть определен по формуле:

(1)

отсчет против часовой стрелки, знак

5 по часовой стрелке.

П р и м е р. Устройство для осуществления предлагаемого способа, показанное на фиг.З содержит источник 1 рентгеновских лучей, формиру- ющую щель 2, кристалл 3, установлен- ньй в кристаллодержателе, регистрирующую пленку 4, экранирующую щель 5 и параллелограмм 6, смонтированные на основании 7 и поворотном кронштей не 8 с осью вращения в шарнире 9. Дополнительными функциональными элементами являются рычаг 10, тяга 11 формирующей щели 2, кронштейн 12 формирующей щели, шарнирное плечо 13, .

полз ун 14 и экранирующая щель 5. Остальные элементы являются вспомогательными. Ведущим элементом является кронштейн 8 детектора 15, расстояние между осями шарниров 16 и 9 рав5

но расстоянию между осями шарниров 9 и 17, расстояние между осью шарнира 16 и осью крепежного винта 18 - расстоянию между осями шарниров 16

313

и 19, расстояние между осями шарниров 16 и 20 - расстоянию 2R .

Съемку топограмм производили на базе аппарата УРС-2,0 с рентгеновской трубкой БСВ-25 и гониометра ГУР-3 с дополнительным редуктором. Расстояние фокус - кристалл мм, расстояние кристалл - пленка .равно 25 мм, расстояние кристалл - экранирующая щель г 15 мм. Рычаг 10 выполнен из дюралевого швеллера. Формирующая щель 2 выполнена из двух свинцовых пластин, разделенных прокладкой толщиной 4 мм. Размер падающего на кристалл пучка ограничен вкладыщами.

Топограммы снимали за один проход как на просвет, так и на отражение как от плоских, так и от изогнутых монокристаллов и эпитаксиальньк структур, как в экстинкционном, так и в бормановском контрасте. Геометрическое разрешение составляет 10 мкм в центре кристалла и не превьшает 28 мкм по краям, что соответствует методу Ланга (при съемке кристаллов диаметром 100 мм),

7342

Формула

изобрете

10

15

20

25

Способ получения рентгеновск дифракционных топограмм по авт. № 300817, отличающийс тем, что, с целью повышения про водительности съемки кристаллов шой площади при сохранении высо разрешающей способности, вводят мирующую щель между источником лучення и объектом, которую вра вокруг оси, проходящей через фо источника излучения, с угловой ростью равной скорости вращения талла, и экранирующую щель на д гированном пучке, которую враща в плоскости дифракции вокруг ос лежащей в плоскости щели и прох щей через ее середину с угловой ростью, равной и противоположно рости вращения кристалла, и одн менно вращают ее с удвоенной п отношению к кристаллу скоростью том же направлении и в той же п кости, а положение оси вращения дают углом 7 между прямой крист фокус и кристалл - ось и рассто

ем R от кристалла по формулам d t(9Q°±Q oi d, ),

- -o.iFfifi- sj fffriV r- - где верхний знак соответствует съемке на просвет, нижний - съемке на отражение;

R - расстояние кристалл - фокус;

г - расстояние кристалл - щель;

9 :- брэгговский угол дифракции;

7342

Формула

изобретения

0

5

0

5

Способ получения рентгеновских дифракционных топограмм по авт.св. № 300817, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности съемки кристаллов большой площади при сохранении высокой разрешающей способности, вводят формирующую щель между источником из- лучення и объектом, которую вращают вокруг оси, проходящей через фокус источника излучения, с угловой скоростью равной скорости вращения кристалла, и экранирующую щель на дифрагированном пучке, которую вращают в плоскости дифракции вокруг оси, лежащей в плоскости щели и проходящей через ее середину с угловой скоростью, равной и противоположной скорости вращения кристалла, и одновременно вращают ее с удвоенной по отношению к кристаллу скоростью в том же направлении и в той же плоскости, а положение оси вращения задают углом 7 между прямой кристалл - фокус и кристалл - ось и расстояниd -угол между отражающей плос- костью и поверхностью кристалла;

R-т oi d -arctg(--- tgoi) - угол между поверхностью кристалла и плоскостью щели.

Ш

О,

13

Изобретение относится к методам исследования реальной структуры кристаллов. Целью изобретения является повышение производительности при получении топограмм от кристаллов большой площади методом углового сканирования с сохранением высокого разрешения. При осуществлении, способа на кристалл 3 направляют не- монохроматизированный пучок рентгеновских лучей, выделенных из расходящегося от источника 1 пучка формирующей щелью 2. В процессе съемки производят угловое сканир ование кристалла 3 и пленки 4, регистрирующей топографическое изображение кристалла, при-этом формирующая щель 2 совершает плавный поворот вокруг оси, проходящей через фокус источника 1, и благодаря этому последовательно освещается рентгеновским пучком вся контролируемая поверхность образца; скорость вращения щели оо совпадает со скоростью вращения кристалла to .Дифрагированный кристаллом пучок отслеживается экранирующей щелью 5, которая совершает для этого сложное движение, включающее поворот со скоростью -(л) вокруг оси, проходящей через ее центр, и со скоростью 2 ю вокруг оси, координаты которой относительно гониометрической оси, лежащей в плоскости кристалла, задаются расчетными соотношениями. Благодаря сложному движению всей системы сохраняется высокое разрешение сканирую щей топографической съемки при контроле кристаллических пластин большого размера. 3 ил. ш (Л со 00 4 ю 14)

Составитель Е.Сидохин Редактор А.Ревин Техред А.Кравчук Корректор М.Шароши

Заказ 2416/39 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Разппская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4