Рентгеновский дифрактометр по схемезЕЕМАНА-бОлиНА Советский патент 1981 года по МПК G01N23/20 

(54) РЕНТГЕНОВСКИЙ ДИФРАКТОМЕТР ПО СХЕМЕ ЗЕЕМАНА-БОЛИНА

I

Изобретение относится к. исследованию химических и физических свойств веществ с помощью дифракции и предназначено для использования в области рентгеноструктурного анализа, в частности для исследования тонких пленок.

Известен дифрактометр, выполненный по схеме Зеемана-Болина, содержащий источник рентгеновских лучей, состоящий из рентгеновской трубки и монохроматора, фокусирующего рентгеновский пучок в точке на фокусирующей окружности, держатель образца, выполненный с возможностью вращения вокруг оси гониометра; детектор и средства ориентирования детектора и источника на образец, вбшолненные в виде системы рычагов и направляющих линейного перемещения 1 .

Известен также дифрактометр по схеме Зеемана-Болина, в котором ориентирование источника и детектора обеспечивается следящей системой, выполненной на основе зубчатых передач.2.

Наиболее близким к предлагаемому является рентгеновский дифрактометр по схеме Зеемана-Болина, содержащий источник рентгеновского излучения, держатель образца, детектор и средства ориентирования источника и детектора на образец, выполненные в виде кривошипно-кулисных механизмов с общей осью качания кулис, пересека. ющей фокусирующую окружность и перпендикулярной плоскости последней 3.

Недостаток указанного устройства состоит в невозможности изменения углов дифрактометрических измерений в щироком диапазоне, особенно в сторону приближения к углам в нуль градусов, без потери универIQ сальности прибора.

Цель изобретения - расщирение углового диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в рентгеновском дифрактометре по схеме Зеемана-Болина, содержащем источник рентгеновского излучения, держатель образца, детектор и средства ориентирования источника и детектора на образец, выполненные в виде кривощипно кулисных механизмов с общей осью качания кулис, пересекающей фокусирующую окружность и перпендикулярной плоскости, последней держатель образца либо источник рентгеновского излучения смонтирован на поворотной платформе, ось вращения которой перпендикулярна плоскости фокусирующей окружности и проходит через ее центр, а общая ось качания кулис установлена на этой же платформе. Кроме того, источник излучения выполнен в виде рентгеновской трубки с фокусирующим монохроматором, фокус которого расположен на фокусирующей окружности. На чертеже показана кинематическая схема предлагаемого дифрактомера. На поворотной платформе 1 находится детектор 2 рентгеновского излучения, а на поворотной платформе 3 установлены держатель 4 образца и общая ось 5 кулис 6 и 7. Оси 8 и 9 поворотных платформ 1 и 3 коаксиальны и их геометрическое продолжение проходит через центр фокусирующей окружности 10 радиуса R. Геометрическое продолжение оси 5 пересекает фокусирующую окружность Б точке II, а центр 12 приемной щели 12 детектора 2 расположен на фокусирующей окружности в точке пересечения оси 13 с фокусирующей окружностью. Исследуемая поверхность образца 14 постоянно касается в процессе измерения фокусирующей окружности. На поворотной платформе 15 находится рентгеновская трубка 16 и монохроматор 17. Фокус 18 монохроматора расположен на фокусирующей окружности в точке пересечения геометрического продолжения оси 19 платформы 15 с фокусирующей окружностью. В ходе проведения измерений точка касания образца 14 фокусирующей окружности и центр приемной щели 12 детектора 2 перемещаются соответственно на платформах 1 и 3 независимых приводов по фокусирующей окружности. Сохранение постоянной ориентации падающего рентгеновского пучка на образец и отраженного пучка на приемную щель детектора обеспечивается кривощипно-кулисными механизмами, общая ось качания которых находится на платформе 3, а кулисы 6 и 7 соответственно пересекают оси 13 и 19. При этом центр 12 приемной щели, перемещаясь на фокусирующей окружности совместно с детектором 2, разворачивается кулисой 6 вместе с осью 13, а рентгеновская трубка с монохроматором разворачивается кулисой 7 вместе с осью 19 и платформой 15. Наличие средств ориентации источника и детектора, выполненных в виде кривощипно-кулисных механизмов с общей осью качания кулис, расположенной на фокусирующей окружности между держателем образца и детектором, расположение держателя образца на поворотной платформе с возможностью премещения исследуемой точки образца по фокусирующей окружности, а также установка общей оси качания кулис на той же поворотной платформе позволяют расширить угловой диапазон измерений и получить углы падения первичного пучка на образец, близкие к нулю градусов. Выполнение при этом источника в виде рентгеновской трубки с монохроматором, фокус которого расположен на фокусирующей окружности, позволяет совместить фокус источника с исследуемой поверхностью образца, что дает возможность получить весьма малые углы падения первичного пучка на образец, так как трубка не препятствует подведению источника вплотную к образцу, используя мнимый фокус источника. Рентгеновский дифрактометр с фокусировкой по Зееману-Болину, обладающий воаможностью изменения углов падения первичного пучка вплоть до 0°, позволяет проводить более полное исследование тонких пленок и дает возможность послойного изучения поверхностных слоев поликристаллов Формула изобретения 1.Рентгеновский дифрактометр по схеме Зеемана-Болина, содержащий источник рентгеновского излучения, держатель образца, детектор и средства ориентирования источника и детектора на образец, выполненные в виде кривощипно-кулисных механизмов с общей осью качания кулис, пересекающей фокусирующую окружность и перпендикулярной плоскости последней, отличающийся тем, что, с целью расширения углового диапазона измерений, держатель образца либо источник рентгеновского излучения смонтирован на поворотной платформе, ось вращения которой перпендикулярна плоскости фокусирующей окружности и проходит через ее центр, а общая ось качания кулис установлена на этой же платформе. 2.Дифрактометр по п. 1, отличающийся тем, что источник излучения выполнен в виде рентгеновской трубки с фокусирующим монохроматором, фокус которого расположен на фокусирующей окружности. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Комяк Н. И., Мясников Ю. Г. Рентгеновские методы и аппаратура для определения напряжений. Л., «Машиностроение, 1972, с. 38. 2.Feder R., Berry В. S. Seeman-Bohlin Xray diffractometer for thin films. - J. Appl. Cryst., 1970, 2, p. 372. 3.Патент Японии № 46-34269, кл. 112 J О, опублик. 1971 (прототип).

5 Г

/УЮ 8

15