Устройство для исследования структурного совершенства монокристаллов Советский патент 1981 года по МПК G01N23/22 

1

Изобретение относится к исследованию структурного совершенства моно-; кристаллов с помощью вторичных процессов г сопровождающих их облучение рентгеновским излучением в условиях брегговской дифракции.

Известно устройство для исследования структурного совершенства монокристаллов, содержащее источник рентгеновского излучения, держатель исследуемого монокристалла, оптический детектор, регистрирующий люминесценцию исследуемого монокристалла 1

Однако в этом устройстве люминесценция возбуждается в условиях отсутствия дифракции рентгеновского излучения на исследуемом монокристсшле, что приводит к невысокой чувствительности к структурным дефектам исследуемого кристалла.

Наиболее близким техническим решением является устройство для исследования структурного совершенства монокристаллов, содержащее источник рентгеновского излучения, кристаллмонохроматор, коллиматор, держатель исследуемого монокристалла с гониометрическим устройством, детектор вторичного эмиссионного излучения исследуемого монокристалла, расположенный напротив держателя. В данном устройстве в качестве вторичной эмиссии исследуемого монокристалла используют флуорецентное излучение фотоэлектроны и оже-электроны 2.

Однако несмотря на широкие функциональные возможности данного устройства, в нем отсутствует возможность исследования взаимосвязи дефектов структуры исследуемого монокристалла и процессов рентгенолк шнесценции.

, Цель изобретения - обеспечения

возможности получения дополнительной

15 информации о структурных дефектах исследуемого монокристалла.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для исследования структурного coBejMiieHCTBa мо20 Jнoкpиcтaллoв, содержащем источник рентгеновского излучения, установленные по ходу рентгеновского пучка, кристалл-МОнохроматор, коллиматор, держатель исследуемого монокристалла

2 с гониометрическим устройством (детектор рентгеновского излучения), детектор вторичного эмиссионного излучения исследуемого монокристалла, расположенный напротив держателя, в качестве детектора вторичного

эмиссионного излучения использован оптический детектор люминесцентного свечения образца, в устройство введены два прерывателя, один из которых установлен на пути первичного рентгеновского пучка, а второй - перед оптическим детектором, и средства управления прерывателями таким образом, что в любой заданный момент времени в положении пропускания излучения находится только один пре- . рыватель.

При зтом прерыватели выполнены в виде дисков с отверстиями, а средства управления выполнены в виде устройства синхронного поворота прерывателей.

На чертеже показан вариант устройства со съемом люминесцентного излучения исследуемого монокристалла с обратной стороны относительно падающего рентгеновского пучка.

Устройство для исследования структурного совершенства монокристаллов содержит источник 1 рентгеновского излучения, кристалл-монохроматор 2, коллиматор 3, исследуемый, монокристалл 4, установленный в держателе с гониометрическим устройством (не показаны), детектор 5 рентгеновского излучения, оптический детектор 6, прерыватели 7 и 8, первый из которых установлен на пути падающего на исследуемый монокристалл 4 рентгеновского пучка, а второй установлен на пути люминесцентного излучения исследуемого монокристалла, идущего на оптический детектор 6. Прерыватели 7 и 8 выполнены в виде дисков, синхронно вращающихся от привода 9, и снабжены отверстиями (или системами отверстий) 10 и 11.

Устройство работает следующим образом.

Монохроматизированный коллимированный пучок рентгеновского излучени падает на исследуемый монокристалл 4 под брегговским углом, который устанавливают известным образом с помощью гониометрического устройства держателя и детектора 5 рентгеновского излучения. При этом пучок проходит через отверстие 10 прерывателя 7. Генерируемое в исследуемом монокристалле люминесцентное излучение не задерживается лрерывателем 8 и не попадает на детектор 6. При приведении прерывателей 7 и В в совместное вращение через некоторый интервал времени отверстие 11 в прерывателе 8 обеспечивает доступ люминесцентного послесвечения исследуемого монокристалла 4 к оптическому детектору 6, котррый может быть выполнен любым известным образом, в частности представлять собой фотографическую камеру. Задавая скорость вращения прерывателей можно регулировать время послесвечения исследуемого монокристалла. При использовании систем отверстий в каждом прерывателе таким образом, чтобы на одно отверстие 10 в прерывателе 7 приходилось несколько, отверстий 11 в прерывателе 8 можно при одной скорости вращения, зарегистрировать послесвечения различной длительности, которые относятся к дефектам различного типа. Детектор 6 может быть выполнен спектрально-чувствительным, что также позволяет расширять объем получаемой информации о дефектах структуры исследуемого монокристалла 4.

К достоинствам устройства относится его конструктивная простота, поскольку для регистрации люминесценции не нужна вакуумная камера, которая необходима при исследовании вторичной злектронной эмиссии.

Кроме того, данное устройство может быть снабжено средствами измерения вторичных процессов другого типа (флуоресценция, фртоэлектронная эмиссия) аналогично известному устройству.

Формула изобретения Устройство Для исследования структурного совершенства монокристаллов, содержащее источник рентгеновского излучения, установленные по ходу рентгеновского пучка кристалл-монохроматор, коллиматор, держатель исследуемого монокристалла с гониометрическим устройством (детектор рентгеновского излучения), детектор вторичного эмиссионного излучения исследуемого монокристалла, расположенный напротив держателя, о т л ичающееся тем, что, с целью обеспечения возможности получения дополнительной информации о структурных дефектах исследуемого монокристалла, в качестве детектора вторичного эмиссионного излучения использован оптический детектор люминесцентного свечения образца, в устройство введены два прерывателя, один из которьох установлен на пути первичного рентгеновского пучка, а второй - перед оптическим детектором, и средства управления прерывателями, таким образом, в любой заданный момент вр емени в положении пропускания излучения находится только один прерыватель.

2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что прерыватели выполнены в виде дисков с отверстиями, а средства управления -ими выполнены в виде устройства синхронного поворота прерывателей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Люминесцентный анализ ГИФМЛ, М., 1961, с. 156.

2.Авторское свидетельство СССР 543858, кл. G 01 N 23/22, 1975

5 прототип).