Способ получения рентгеновских проекционных топограмм Советский патент 1992 года по МПК G01N23/20 

(Л

С

Использование: рентгенодифракцион- ные исследования несовершенств кристаллов. Сущность изобретения; на поверхность образца под угол Брэгга направляют рентгеновский пучок. Регистрируют излучение на пленке, расположенной перпендикулярной дифрагированному пучку, Съемку ведут в режиме шагового сканирования. Образец и пленку перемещают в разных направлениях: образец - на ширину падающего, а пленку на ширину дифрагированного пуска. 4 ил.

Изобретение относится к области рент- генодифракционных исследований несовершенств кристаллов и может быть использовано в рентгеновских проекцион- но-топографических и интерферометриче- ских исследованиях несовершенств кристаллов с целью получения топограмм с большим разрешением.

Известен метод проекционной топографии, заключающийся в том, что лентообразный пучок рентгеновского монохроматического излучения направляют под углом Брэгга на отражающие плоскости исследуемого кристалла. Для получения полного дифракционного изображения исследуемой части кристалла, пленка и образец и параллельно и синхронно сканируются относительно падающего пучка при сохранении величины угла Брэгга.

Однако этот метод, нашедший широкое применение в исследованиях несовершенств кристаллов, обладает существенным недостатком. В случае когда линии изображения дислокаций или интерференционных полос, полученные от интерферометров, перпендикулярны к направлению сканирования и имеют большую плотность, картины этих изображений (полос) при сканировании на проекционной топограмме исчезают. Действительно, при сканировании образец и пленка совместно смещаются относительно первичного пучка. На пленке смещаются и линии дифракционного изображения в направлении сканирования, и при больших плотностях они могут налагаться друг на друга, при этом исчезает структура дифракционной картины.

V|

Ь 00

о

CJ

о

Известен также метод проекционной топографии, в котором указано, что в методе Ланга, где образец и пластинка перемещаются всегда параллельно поверхности образца, причем пластинка всегда перпендикулярна дифрагированному пучку, искажения на фотографиях или различное увеличение между горизонтальным и вертикальным направлениями в большинстве случаев неизбежны. Во избежания этих не- доста-voB предлагаете, сканирование образца и пластинки производить в разных направлениях.

Однако этот метод сканирования образца и пластинки оставляют в силе недостатки, связанные с непрерывным сканированием.

Цель изобретения - повышение достоверности информации.

На фиг. 1 изображена схема шагового сканирования (ширина шага кристалла равна ширине падающего, а пленки -дифрагированного пучка); на фиг. 2 - схема кинематического рассеяния (в рассеиваемом объеме не происходит многократных отражений); на фиг. 3 и 4 - топографы, полученные способом-прототипом и предлагаемым способ соответственно.

Определив ширины первичного и дифрагированного пучков и их направлениях (направления сканирования), можно с помощью часового механизма регулировать шаговые движения образца и пластинки

Казалось бы, при сканировании образца (кристалла) с шагом, равным ширине пер- вичного пучка, области кристалла, подобные BBiB i (фиг. 1), проектируются дважды и независимо от скорости перемещения пластинки картины таких областей на ней получаются дважды.

Однако нетрудно убедиться в том, что дифракционно проектируемыми зонами кристалла являются только области, облучаемые первичными пучками, т.е. дифракционно проектируемой зоной для пучка 1 является область ABB i Ai, а для пучка 2 - область BCCi B I (фиг. 1). В этом можно убедиться на основании следующих соображений.

Необходимо различать кинематическое и динамическое рассеяние. Как известно, при кинематическом рассеянии рентгеновских лучей в рассеиваемом объеме не происходит многократных отражений - отраженный в этом объеме один раз пучок больше не отражается и выходит из кристалла, как это показано на фиг. 2. Лучи, отраженные (дифрагированные) в объеме ABB iAi облучаемом первичным пучком

(первым пучком на фиг. 1), выход- -з кристалла через зону BBiB i без дальнейшей дифракции (отражения). Таким образом, область BBiB/ является как бы недифрагирующей зоной для пучков, дифрагированных в объеме ABBi Ai. Следовательно, характер распределения интенсивности пучков, дифрагированных в объеме ABB i Ai из-за прохождениячерезуказанную

недифрагирующую зону, при кинематическом рассеянии не меняется и может только ослабляться из-за поглощения. Как видно из фиг. 1, часть недифрагирующей зоны первичного пучка входит в дифрагирующую зону второго и т.д.

Таким образом, при шаговом сканировании, когда ширина шага перемещения образца равна ширине первичного пучка, а ширина пластинки равна ширине дифрагированного пучка, ни одна часть кристалла дифракционного не проектируется и ни одна часть не исключается из дифракционного проектирования.

При интерферометрических исследованиях в большинстве случаев реализуется симметрично-динамическое рассеяние, поэтому ширины первичного и дифрагированного пучков равны и, следовательно, в таких случаях могут быть одинаковыми и шаги перемещения образца (интерферометра) и пластинки.

На фиг. 3 и 4 показаны проекционная (фиг. 3) и шаговая топограммы (фиг. 4) смешанной муаровой картины, полученной от

одного и того же трехкристал ьного интерферометра (излучение СиК°(отражение 220).

Как видно из этих картин, на обычной проекционной топограмме муаровые полосы почти не видны, кроме нижней части топограммы (фиг. 3), между тем как на шаговой топограмме получалась четкая муаровая картина. Это объясняется тем, что муаровые полосы перпендикулярны направлению движения (сканирования) пластинки и их

плотность достаточно велика (период мал).

Формула изобретения

Способ получения рентгеновских про- екционных топограмм, при котором на поверхность образца под углом Брэгга направляют рентгеновский пучок, регистрируют излучение на пленке, расположенной перпендикулярно к дифрагированному пуч- ку, причем образец и пленку перемещают в разных направлениях, образец - в собственной плоскости, а пленку - в плоскости, перпендикулярной к дифрагированному пучку, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности информации,

съемку ведут в режиме шагового сканирования, образец перемещают на ширину пада1/1 ,

А/ В/С/

4Ј

/ V

Л,-х.

А,8,С ,,

Аг В г вг сг Фиг

ющего, а плену - на ширину дифрагированного пучков.

/ V

Л,-х.

С ,К

Фиг 2