Способ оценки качества кристаллов Советский патент 1980 года по МПК G01N21/17 

дексами и выросших одновременно и в тех же условиях, но обладающих большой чувствительностью своих физических свойств от условий роста.

Кроме того, ири оценке качества кристаллов синтетического кварца, состояш,их из основных пирамид роста пинакоида (0001), оценку качества пирамиды (0001) производят посредством измерения характеристик кристаллического материала пирамиды (1120).

Гидротермальным или растворрасплавным методом (когда на кристаллах хорошо заметно секториальное строение вследствие наличия различных пирамид роста) выращиваются кристаллы для оптической, ювелирной и пьезооптической промышленности. Поэтому на примере кварца можно рассмотреть особенности предлагаемого способа оценки качества кристаллов.

Многочисленные сравнительные измерения оптических и механических характеристик образцов, вырезанных из одного и того же кристалла из основной пирамиды роста кварца - пинакоида и неосновных (вторичных) пирамид роста (например, ;+А:, -х, ;+s) показали следующее. Вторичные пирамиды роста обладают большей чувствительностью к условиям роста, а именно изменения любого параметра (пропускание в ультрафиолете или в инфракрасной области, добротность и т. д.) происходят в большем интервале, чем для аналогичных параметров основной пирамиды роста. Это приводит к тому, что оценка качества кристаллов, выросших в разных, но близких условиях, становится невозможной, так как существующие методы оценки (посредством измерения добротности, тангенса угла диэлектрических потерь, поглощения в инфракрасной области) дают одинаковые параметры (в пределах существующих точности и погрешности измерений) для фактически разных кристаллических материалов. В то же время, если измерения вести на материале из вторичных пирамид роста (из того же кристалла), то, используя эти же методы, можно оценить различия в свойствах кристаллов, выросших в близких физико-химических условиях. Последнее очень важно в практике синтеза и в использовании кристаллов в особо ответственных изделиях.

На фиг. 1 представлен схематический разрез кристалла синтетического кварца; на фиг. 2 - график зависимости среднего оптического пропускаиия (Т,%) в области

о

2000-3000 А во вторичной, неосновной, пирамиде роста (i+x) от среднего оптического пропускания (Т, %) в области

2000-3000 А в основной пирамиде роста (пинакоид); на фиг. 3 - график зависимости добротности пьезоизделия из основной

пирамиды роста (пинакоид) AT, 1 мГц от оптического поглощения в ИК-области ( см-1) во вторичной (неосновной) пирамиде роста.

Если оптическое пропускание (см. фиг. 3), для основной пирамиды роста меняется в интервале 88-96%, то аналогичная характеристика для неосновной пирамиды роста меняется (для тех же кристаллов) в значительно более широком интервале. На фиг. 2 аналогичным образом изменению добротности пьезоизделий из основной пирамиды роста от 4 до 6 миллионов (т. е. в 1,5 раза) соответствует изменение ноглощения в ИК-области для образцов из вторичной иирамиды роста от 0,2 до 0,7 см(т. е. в 3,5 раза). Для образцов из основной пирамиды роста поглощение в ИК-области меняется тоже приблизительно в

1,5 раза. Таким образом, в качестве критерия оценки качества необходимо выбирать поглощение в определенном спектральном диапазоне (в зависимости от оптических свойств кристаллов и целей его

использования) во вторичной пирамиде роста. Этот параметр путем построения соответствующих зависимостей можно связать с другими параметрами, характеризующими кристаллический материал из основной пирамиды роста.

Эффективность предлагаемого изобретения заключается в повышении чувствительности и наделсности определения качества кристаллов, а также возможностью

оценки различий в качестве кристаллов, выращенных в близких физико-химических условиях.

Формула изобретения

1.Способ оценки качества кристаллов, содержащих различные иирамиды роста, например, по поглощению электромагниткого излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и надел ности определения, оценку качества кристаллических материалов основных пирамид роста производят посредством измереиия характеристик кристаллического материала в иеосновных пирамидах роста с кристаллографическими индексами, отличающимися от кристаллографических индексов основных пирамид роста, кристаллический материал которых используется при изготовлении изделий.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что при оценке качества кристаллов

синтетического кварца, состоящих из основных пирамид роста пинакоида (0001), оценку качества пирамиды (0001) производят посредством измерения характеристик кристаллического материала пирамиды (1120).

5.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР № 375726. кл. Н OIL 21/66, 1970.

769415

2. Патент США №. 3351757, кл. 25083.3, 1967.

Затраёка

Оснобные пирамиды С), из которых изго паб/1и§ают оптические и пьезоэ/1ектрические изде/гия

-5s

,S

8850329fy

реднее оптическое лропусканае (.т, %; ZOOO-3000A 6 основной пираииде роста (пинакоид)

Вторичные пирамиды роста ,S),-xy

Фиг 1

Фиг. 2

II

Hi

c

4i N,

Д||

./.

liIII

./ 4§l

Оптическое пог/ющени-е 6 ИК- oOfiacmu (3385CH -1} 6a SmopuVHOu (неосна ой/ пирамидеpocmOy см

Фиг.З