Способ получения рентгеновских дифракционных топограмм монокристаллов на отражение

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ДИФРАКЦИОННЫХ ТОПОГРАММ МОНОКРИСТАЛЛОВ НА ОТРАЖЕНИЕ, включающий облучение исследуемого кристалла расходящимся пучком немонохроматизированного рентгеновского излучения микрофокусного источника, сканирование монокристалла при такой его ориентации , что отражающие плоскости при сканировании остаются параллельными плоскости регистрации и регистрацию дифрагированного излучения, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, фокус микрофокусного источника излучения располагают в плоскости регистрации, а сканирование кристалла осуществляют г в направлении, перпендикулярном отражающим плоскостям, при-неподвижном СП регистрирующем устройстве.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) G Ol N 23 20

«« t

« б! ь I

1 с.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3643184/24-25 (22) 11.07.83 (46) 07.02.85. Бюл. В 5 (72) M.А,Чернов, П.В.Петрашень, Б.И.Левчук, Н.И.Комяк, С.И.Дорожкин и К.А.Гусев (71) Ленинградское научно-производственное объединение "Буревестник" (53) 548.733 (088.8) (56) 1. Русаков А.А. Рентгенография металлов. M., Атомиздат, 1977, с, 280-282..

2. Авторское свидетельство СССР

В 300817, кл. G 01 N 23/20, 1969 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ДИФРАКЦИОННЫХ ТОПОГРАИИ МОНО„.Я0„„11 87И Д

КРИСТАЛЛОВ НА ОТРАЖЕНИЕ, включающий облучение исследуемого кристалла расходящимся пучком немонохроматизированного рентгеновского излучения микрофокусного источника, сканирование монокристалла при такой его ориентации, что отражающие плоскости при сканировании остаются параллельными плоскости регистрации и регистрацию дифрагированного излучения, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, фокус микрофокусного источника излучениярасполагают в плоскости регистрации, а сканирование кристалла осуществляют в направлении, перпендикулярном от- щ

O ражающим плоскостям, при.неподвижном регистрирующем устройстве.

1 113871

Изобретение относится к методам исследования реальной структуры кристаллов.

Известен способ получения рентгеновских дифракционных топограмм монокристаллов на отражение, согласно которому используется характеристическое излучение рентгеновской трубки с линейным фокусом. Фотоматериал должен обладать весьма высокой раз- 10 решающей способностью. Метод используется в схеме "на отражение" и наряду с фрагментами позволяет выявлять дислокации 11).

Недостатками этого метода являются неоднородность топограммы, обусловленная неравномерностью яркости источника по его длине, наложение рефлексов при больших более 5 мм ) размерах кристалла. 20

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения рентгеновских дифракционных топограмм монокристаллов, включающий .облучение исследуемого кристалла расходящимся пучком немонохроматизированного рентгеновского излучения микрофокусного источника, сканирование кристалла, регистрацию дифрагированного иэлуче- 30 ния и ориентацию кристалла так, что отражающие плоскости при сканировании остаются параллельными плоскости регистрации. Кристалл вращается в расходящемся пучке рентгеновских "" 35 лучей вокруг оси, которая лежит в плоскости поверхности кристалла и совпадает с исследуемой кристаллографической плоскостью (21, При этом фотопластинка совершает 40 сложное движение. Она вращается вокруг оси вращения кристалла в том же направлении с удвоенной скоростью (2 N) z вокруг параллельной оси, лежащей в плоскости фотопластинки, в противоположную сторону со скоростью, равной скорости вращения кристалла (— ) ° Недостатком известного способа

50 является необходимость создания слож" ной рентгеновской камеры, Цель способа — упрощение кинемати" ческой схемы без потери разрешающей способности.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу получения рентгеновских дифракционных топограмм монокристаллов на отражение, включающему облучение исследуемого кристалла расходящимся пучком немонохроматизированного рентгеновского излучения микрофокусного источника, сканирование кристалла, регистрацию дифрагированного излучения и ориентацию кристалла так, что отражающие плоскости при сканировании остаются параллельными плоскости .регистрации, кристалл облучают микрофокусным источником рентгеновского излучения, фокус которого располагают в одной плоскости с плоскостью регистрации, а сканирование кристалла осуществляют в направлении, перпендикулярном отражающим плоскостям, при неподвижном регистрирующем устройстве.

На чертеже изображена рентгенооптическая схема съемки топограмм для случая симметричной геометрии дифракции.

Ъ

Иикрофокусный источник 1 рентгеновских лучей располагается в одной плоскости с фотопластинкой .2 или дру гим регистрирующим устройством. При этом отражающие плоскости кристалла 3 должны быть параллельны,пласкОС".. ти;регистрации., Во.время съемки кристалл облучают расходящимся йу аж рентгеновских лучей через щель 4 так, чтобы имело место одновременное отражение обеих составляющих К -дуплета (h, и h ) и линейно сканируют в направлении, перпендикулярном к отражающим плоскостям. При этом как и согласно известному способу, имеет место фокусировка по длинам волн (см. чертеж, штриховые линии А (А") и

В (В") - точки на кристалле; А и

 — соответствующие им точки в плоскости регистрирующего устройства ).

В симметричном случае дифракции изображение всегда получается увеличенным в 2 раза, что снижает требования к разрешающей способности регистрирующего устройства. При асимметричной дифракции, когда поверхность кристалла образует угол Ч с отражающими плоскостями, коэффициент увеличения в горизонтальной плоскости уменьшается до величины 2 Cos 9 а в вертикальной плоскости остается равным двум. В прототипе аналогичное увеличение достигается при равенстве расстояний "источник-кристалл" и

"кристалл-фотопластинка".

Разрешающая способность предлагаемого способа d" определяется разрешением регистрирующего устройства и

7 4

Диаметр фокусного пятна трубки БС-I (Си1 при электростатической и магнитной фокусировках составляет по паспорту 35-70 мкм. Близкое к вертикальному положение излучателя позвоd"= (f,+ а )/2, (1) д"= (f+ri) /(2 .Соз т ) (2) Составитель Т. Владимирова

Техред Л. Коцюбняк Корректор С. 111ек ЯР.

Редактор П.Коссей

Заказ 10679/33 Тираж 897

ВНИИПИ Государственного по делам изобретений

113035, Москва, Ж-35, Подписное комитета СССР и открытий

Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 113871 размером фокуса трубки. В симметричном случае (У = О) разрешение в плоскости объекта равно где Ю - размер фокуса в плоскости регистрации;

4 — разрешение регистрирующего устройства, В асимметричном случае (Уфо ) по10 лучаем в горизонтальной плоскости, а в вертикальной - по выражению (11.

Для предлагаемого способа характерной особенностью является отсутствие зависимости разрешающей способности от геометрических размеров установки (частный случай в прототи ре) .

Поэтому можно максималъно прибли" ать источник излучения и регистрирующее устройство к исследуемому кристаллу, и за счет этого увеличить коэффициент использования рентгеновской мощности источника. Расходимость пучка рентгеновских лучей согласно предлагаемому способу.может быть меньше, чем в прототи- ЗО пе, так как нет необходимости облу,.чать сразу весь кристалл. Достаточно обеспечить только одновременное отражение характеристических линий спектра К и К 1 . При этом умень- 35

1 вается фон на фотопластинке.

Предложенный способ может быть реализован следующим образом. В качестве микрофокусного источника используется рентгеновский излучатель 40

"Светлана" (РЕИС-И 1 с трубкой БС-l. ляет уменьшить вертикальную проекцию фокуса до 12-23 мкм. В качестве объекта исследования взят монокристалл карбида кремния политипа 6Н в виде пластинки, вырезанной по плоскости (1010). Использовалось отраже-. ние 3030, которое на излучение CuKg дает отражение на брэгговском yrле 8 Ф 60О. Модернизированный гониометр Вайссенберга (РГНС1 и компактная конструкция излучателя позволяют расположить образец на расстоянии

50 мм от фокуса трубки. Ширина щели, расположенной на расстоянии 10 мм от фокуса, составляет 0 1 мм. При этом кристалл одновременно отражает обе составляющие дублета CuK g . При съемке топограммы на фотопластинку для ядерных исследований типа MP c толщинОЙ эмульсии 10 мкм экспозиция составляет 30 мин/мм. По своему качеству полученная топограмма несколько уступает топограммам, получаемым другими методами, в частности методом углового сканирования. Качество топограмм существенно возрастает, если вместо трубки БС-1 использовать трубку БС-5 с pasMepoM фокуса 3-6 мкм, так как разрешение улучшается в 28 раз. Использование фотопластинок с толщиной эмульсии 50 мкм позволит вдвое сократить экспозицию (до

15 мин/мм).

Техническая эффективность предлагаемого способа заключается в более . простой кинематической схеме.