Устройство для исследования кристал-лОВ C пОМОщью зАРяжЕННыХ чАСТиц Советский патент 1981 года по МПК G01N23/203 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ С ПОМОЩЬЮ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

1

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано для исследования кристаллов с помощью заряженных частиц при различной температуре.

Известно устройство для исследования кристаллов с помощью заряженных частиц. Такое устройство содержит рабочую камеру с окнами, гониометр, соединенный с камерой вакуумно-плотно, имеющий держатель образца, сильфонный переходник, соединяющий устройство с источником заряженных частиц, детектор отраженных от образца частиц, систему получения и измерения вакуума в рабочей камере, систему измерения температуры образца, а также анализатор энергий , отраженных от образца частиц 1.

Известно также устройство, в котором рабочая камера во время эксперимента находится в статическом положении, а образец, установленный в центре камеры, поворачивают с помощью гониометра вокруг двухтрех осей независимо от детектора частиц 2.

Наиболее близким техническим рещением является устройство для исследования

кристаллов с помощью заряженных частиц, содержащее рабочую камеру с фланцами, снабженными окнами, подвижный и неподвижный и относительно камеры детекторы, держатель образца, установленный с возможностью поворота относительно детекторов, сильфонные соединения рабочей камеры с источником заряженных частиц и детекторами 3.

Недостаток его состоит в том, что ввиду отсутствия жесткой связи между образцом и детектором невозможен их совместный поворот без нарущения герметичности камеры, в результате чего значительно повыщается продолжительность контроля и снижается производительность.

Целью изобретения является повыщение экспрессности контроля.

Для рещения поставленной задачи в устройстве для исследования кристаллов с помощью заряженных частиц, содержащем рабочую камеру с фланцами, снабженными окнами, неподвижный и подвижный относительно камеры детекторы, держатель образца, установленный с возможностью поворота относительно детекторов, сильфонные соединения рабочей камеры с источником заряженных частиц и детекторами, рабочая камера установлена с возможностью поворота вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, в окнах фланцев камеры установлены обечайки, выполненные в виде усеченного конуса, с меньшими основаниями которых, расположенными внутри объема камеры, жестко соединены подвижные концы сильфонов, при этом неподвижный относительно держателя образца детектор смонтирован внутри рабочей камеры на ее стенке. На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 - рабочая камера с криостатом. Устройство включает рабочую камеру 1 (фиг. 1), которая своим фланцем 2 подвешена на стойках 3. К одному из фланцев 2 жестко прикреплен рычаг 4, а к стойке 3 прикреплен кронштейн 5 с резьбовым отверстием, куда ввернут винт с шаровой опорой 6 на одном конце, а на другом конце закреплена рукоятка 7. Стойки 3 при помоши болтов прикреплены к поворотному столу 8 с рукояткой привода 9. Обечайка 10 (фиг. 2) рабочей камеры выполнена в виде усеченного конуса, обращенного внутрь рабочей камеры, и своим большим основанием герметично закреплена во фланце, а в меньшем основании обечайки, расположенном в непосредственной близости от образца, помещенного в центре дамеры, закреплен одним концом сильфон 11 другой конец которого связан с источником заряженных частиц. Подвижный детектор 12 соединен с днишем рабочей камеры посредством сильфона 13, а неподвижный детектор 14 жестко соединен с рабочей камерой I. Образец 15 жестко установлен в держателе 16 криостата 17, который также жестко соединен с крышкой 18 рабочей камеры 1. Работа устройства может быть проиллюстрирована на примере проведения эксперимента по двойному ориентированию. В исходном положении кристаллический образец располагают в центре камеры. Подвижный и неподвижный детекторы устанавливают в произвольное положение. Пучрк заряженных частиц направляют на образец под произвольным углом. Отраженные от образца частицы разлетаются по различным направлениям, в том числе и некоторым кристаллографическим. Поворачивая камеру, добиваются, чтобы частицы входили в образец вдоль какого-либо кристаллографического направления (каналирование), при этом отраженные частицы, которые выходят из образца, регистрируются детектором вдоль направления тени. Подвижный детектор сначала ставят в центре тени и, поворачивая все устройство, по неподвижному детектору определяют режим каналирования, при этом одновременно достигая двойного ориентирования. В эксперименте по определению зависимости числа отраженных частиц, регистрируемых неподвижным детектором, от угла поворота образца подвижный детектор должен быть расположен все время в центре тени. Поскольку же неподвижный детектор, образец и рабочая камера жестко связаны между собой, поворот рабочей камеры не нарушает условие двойного ориентирования и эксперимент ведется непрерывно. Это приводит к сокращению времени эксперимента и, следовательно, уменьшению разрушения образца ускоренными заряженными частицами, тем самым повышая точность эксперимента. Конструкция предлагаемого устройства уменьшает время проведения эксперимента при постоянной температуре на 30-ЗБ /о, а в условиях изменения температуры на 20- 25%; повышает точность эксперимента, способствует повышению долговечности детектора и увеличивает надежность сильфонног® переходника и всего устройства. Формула изобретения Устройство для исследования кристаллов с помощью заряженных частиц, содержащее рабочую камеру с фланцами, снабженными окнами, подвижный и неподвижный относительно камеры детекторы, держатель образца, установленный с возможностью поворота относительно детекторов, сильфонные соединения рабочей камеры с источником заряженных частиц и детекторами, отличающееся тем, что, с целью повышения экспрессноети контроля, рабочая камера установлена с возможностью поворота вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, в окнах фланцев установлены обечайки, выполненные в виде усеченного конуса с меньшими основаниями которых, расположенными внутри объема камеры, жестко соединены подвижные концы сильфонов, при этом неподвижный детектор смонтирован внутри рабочей камеры на ее стенке. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Джазаиров-Кахраманов В. и Ибрагимов Ш. Ш. Установка для исследования эффекта каналирования быстрых заряженных частиц. Известия АН Каз. ССР, сер. физ-мат, 1974, 6, с. 23. 2.Куликаускас В. С., Малов М. М. и Тулинов А. Ф.К рассеянию протонов на монокристалле вольфрама, ЖЭТф, 1967, 53, в 2/(8), с. 487. 3.Peterson G. D.Eernisse «Combined ion implantation - analysis sample chamber Rw. Sci. Instrum. 1976, 47, 9, 1153 (прототип).

Фиг. I