Способ исследования многоволно-ВОгО РАССЕяНия РЕНТгЕНОВСКиХ лучЕйНА МОНОКРиСТАллЕ Советский патент 1981 года по МПК G01N23/20 

Однако при одновременной дифракции первичного пучка на двух системах кристаллографических плоскостей появляются два монохроматизированных пучка, каждый из которых содержит двухволновой фон, в результате снижается разрешение и теряется информативность.

Цель изобретения - повысить информативность способа за счет увеличения разрешения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе исследования многоволнового рассеяния рентгеновских лучей на монокристалле, заключающемся в том, что формируют параллельный монохроматический пучок рентгеновских лучей с помош,ью дифракции первичиого пучка на эталонном монокристалле, направляют указанный пучок на исследуемый монокристалл и регистрируют картину многоволнового рассеяНИН, формирование параллельного монохроматического пучка осуш,ествляют с помощью дифракции первичного пучка на двух системах отражающих плоскостей эталонного монокристалла.

При этом, осуществляют одновременную дифракцию первичного рентгеновского пучка на двух системах отражающих плоскостей эталонного монокристалла, причем эти системы выбирают таким образом, что одна из них соответствует запрещенному отражению.

Кроме того, осуществляют последовательную дифракцию рентгеновского пучка на двух установленных друг за другом идентичных частях эталонного монокристалла, причем первичный и дифрагированный первой частью эталонного монокристалла пучки направляют соответственно на первую и вторую части эталонного монокристалла под углом, соответствующим одновременной дифракции пучков на двух системах отражающих плоскостей в каждой части эталонного монокристалла.

Реализация способа связана с использованием двухблочного интерферометра для исследования конфигураций, имеющих запрещенное отражение, или трехблочных интерферометров для любых конфигураций.

Способ заключается в том, что с помощью многоволнового рассеяния получают строго параллельный и монохроматичный пучок (без двухволнового фона), который автоматически падает на исследуемый образец (последний блок интерферометра) точно в направлении многоволнового отражения (рассеяния).

Причем, если в исследуемой конфигурации существует запрещенное отражение, то первый блок двухблочного интерферометра играет роль монохроматора: дает пучок многоволнового отражения без двухволнового фона (запрещенное отражение), а второй блок (исследуемый образец) служит для исследования многоволнового рассеяния. Если в исследуемой конфигурации отсутствует запрещенное отражение, то первые два блока трехблочного интерферометра служат в качестве монохроматора: дают пучок многоволнового отражения без двухволнового фона (незапрещенное отражение), а третий блок (исследуемый образец) служит для исследования многоволнового рассеяния.

Пример 1. При исследовании трехволновой конфигурации отражений (НО) и (200) в монокристалле германия известно, что отражение (200) в двухволновом случае запрещено, но в трехволновом случае оно возбуждается (окольное отражение), причем его угловой диапазон дифракции очень узок и может быть зарегистрирован при отсутствии двухволнового фона в пучке.

Такой пучок может быть получен с помощью двухблочного интерферометра, в первом блоке которого возбуждается окольный пучок, играющий роль первичиого пучка для второго блока. Окольный пучок, возбужденный в первом блоке, автоматически будет в положении многоволиового отражения во втором блоке, в частности отражение (200) во втором блоке автоматически возбудит трехволновую конфигурацию (111) и (200).

Интерферометр состоит из двух параллельных одинаковых монокристаллических пластин (блоков), из практически бездислокационного монокристалла германия на общем основании. Размеры больших поверхностей блоков 25X20 мм, расстояние между ними 5 мм. Блоки вырезаны таким образом, что плоскость (111) является боковой поверхностью интерферометра, а линия пересечения плоскостей (111) и (111) составляет с основанием интерферометра угол ф 80°9 (см. фиг. 1).

При указанной ориентации плоскостей, когда первичный пучок излучения СиКа падает на интерферометр под углом Брэгга к плоскости (111) происходит одновременная дифракция от плоскостей (111) и (200). Соответствующие рефлексы показаны на фиг. 2, где 1 - первичный пучок, 2 - рефлекс (200), 3 -рефлекс (111). После второго блока интерферометра получается 9 трехволновых рефлексов 4-12, пять из которых без двухволнового фона (на фиг. 3 рефлексы 5, 7, 8, 9 и 11).

С помощью интерферометра получены трехволновые картины рассеяния высокого разрешения.

Пример 2. Способ исследования многоволнового рассеяния с помощью двухблочного интерферометра эффективен в том случае, когда в исследуемой многоволновои конфигурации хотя бы одно из отражений является окольным (запрещенным в двухволновом случае).

Ё случае, когда все рефлексы (отражения) исследуемой конфигурации многоволнового рассеяния разрешенные (незапрещенные), после первого блока интерферометра нет пучков без двухволнового фона. В этом случае один из блоков (только первый) не может служить прецизионным монохроматором (многоволновым монохроматором, срезающим двухволновой фон).

В рассматриваемом случае от двухволнового фона можно избавиться системой, имеющей не менее двух блоков, где первые два блока играют роль монохроматора, то есть в результате многоволнового рассеяния после второго блока получают монохроматичный и параллельный пучок (притом, не один) без двухволнового фона, который как первичный пучок падает на третий блок.

Рассмотрим пример трехволновой конфигурации с разрешенными отражениями

(111) и (Ш).

Трехблочный интерферометр состоит из трех параллельных одинаковых монокристаллических пластин (блоков) на общем основании. Он изготовлен из практически бездислокационного монокристалла германия. Толщина блоков 0,4 мм, размеры поверхностей блоков 25X20 мм, расстояние между блоками выбрано так чтобы пучки, выходящие из второго блока, попадали на третий блок. Блоки вырезаны таким образом, что плоскость (111) является боковой поверхностью интерферометра, а линия пересечения плоскостей (111) и (111) с основанием интерферометра составляет угол Ф 70° (см. фиг. 1).

При указанной ориентации плоскостей

(111) и (111), когда первичный пучок излучения СиКа падает на интерферометр под углом Брэгга, происходит одновременная дифракция от плоскостей (111) и (111) (см. фиг. 4, где 13 - след первичного пучка; 14 - след отраженного от плоскости

(111), 15-отраженного от плоскости (111). С помощью поворота интерферометра первичный пучок направлен по направлению пучка, отраженного от плоскости (111). В результате происходит одновременное отражение от плоскостей (111) и (220). В случае направления первичного пучка по пучку, отраженному от плоскости (111), одновременное отражение получится от плоскостей (111) и (220). В этом случае отражение (220) и (220) не только не запрещенное, но и сильнее, чем отражение типа (111). Поэтому после первого блока нет многоволнового отражения без двухволнового фона, то есть во втором блоке невозмол :но провести прецизионные исследования. После второго блока получают отражения 16-24, два из которых 21 и 23 без двухволнового фона вследствие отражения

от плоскостей (220) и (220) (фиг. 5). Эти монохроматичные и параллельные пучки падают на третий блок точно в положении трехволнового отражения, что дает возможность в этом блоке с большой точностью исследовать различные трехволоновые эффекты.

Формула изобретения

1.Способ исследования многоволнового рассеяния рентгеновских лучей на монокристалле, заключающийся в том, что формируют параллельный монохроматический пучок рентгеновских лучей с помощью дифракции первичного пучка на эталонном монокристалле, направляют указанный пучок на исследуемый монокристалл и регистрируют картину многоволнового рассеяния, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности за счет увеличения разрешения, формирование параллельного монохроматического пучка осуществляют с помощью дифракции первичного

пучка на двух системах отражающих плоскостей эталонного монокристалла.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют одновременную дифракцию первичного рентгеновского пучка

на двух системах отражающих плоскостей эталонного монокристалла, причем эти системы выбирают таким образом, что одна из них соответствует запрещенному отрал еиию.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют последовательную дифракцию рентгеновского пучка на двух установленных друг за другом идентичных частях эталонного монокристалла, причем

первичный и дифрагированный первой частью эталонного монокристалла пучки направляют соответственно на первую и вторую части эталонного монокристалла под углом, соответствующим одновременной

дифракции пучков на двух системах отражающих плоскостей в каждой части эталонного монокристалла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2534050/18-25, кл. G 21К 1/06, 1977.

2. G. Воггтап and W. Hartwig, Z. Krist, 121, 401(1965).

3. Патент США № 3439164, кл. 250-51.5, опублик. 1969 (прототип).

/

/

/

/

/