Способ кососимметричных съемок в широком рентгеновском пучке по методу аномального прохождения

 

СПОСОБ КОСОСИММЕТРИЧНЬК СЪЕМОК В ШИРОКОМ РЕНТГЕНОВСКОМ ПУЧ КЕ ПО МЕТОДУ АНОМАЛЬНОГО ПРОХОЖДЕНИЯ , включающий установку кристалл известной ориентации в держателе на оси гониометра, предварительную его ориентировку, при которой нормаль поверхности кристалла и нормаль отражающей плоскости выводят в плоскость , содержащую ось гониометра, вывод отражающей плоскости в кососимметрич«ое брэгговское положение, облучение входной поверхности кристалла пучком рентгеновских лучей источника со штриховым фокусом, регистрацию дифракционной картины на фотопластинку, параллельную выходной поверхности кристалла, отличающийся тем, что, с целью устранения искажений метрики ди(акционных топограмм и упрощения поел едукицей обработки информации, перед облучением кристалла рентгеновским пучком располагают штрих фокуса источника рентгеновских лучей параллельно плоскости, содержащей прямой и дифрагированный пучки, поворотом источника вокруг направления первичного пучка.

„„SU„„115187

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕО 1У6 ЛИК

1(51) G 01 N 23/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3616832/24-25 (22) 23.05.83 (46) 23.04.85. Бюл. Ф 15 (72) А.А.Белоцкая, Л.В.Тихонов и Г.В.Харькова (71) Институт металлофизики АН

Украинской ССР (53) 621.386(088.8) (56) 1. Швутке Г. Прямое наблюдение несовершенств в полупроводниковых кристаллах методом аномального прохождения рентгеновских лучей. В кн.;Прямые методы исследования дефектов в кристаллах. М., "Мир", 1965, с. 223-235.

2. Белоцкая А.А. и др. Дифракционные эффекты и метрика рефлексов при кососимметричных съемках в трансмнссионной рентгеновской топографии.

-"Металлофизика", 1983, 5 вып. 2, с. 8?-94 (прототип). (54) (57) СПОСОБ КОСОСИММЕТРИЧНЬЕ

СЪЕМОК В ШИРОКОМ РЕНТГЕНОВСКОМ ПУЧКЕ IIO МЕТОДУ АНОМАЛЬНОГО НРОКОЖДЕНИЯ, включающий установку кристалла известной ориентации в держателе на оси гониометра, предварительную его ориентировку, при которой нормаль поверхности кристалла и нормаль отражающей плоскости выводят в плоскость, содержащую ось гониометра, вывод отражающей плоскости в кососимметричное брэгговское положение, облучение входной поверхности крис-. талла пучком рентгеновских лучей источника со штриховым фокусом, регистрацию дифракционной картины на фотопластинку, параллельную выходной поверхности кристалла, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью . устранения искажений метрики дифракционных топограмм и упрощения последующей обработки информации, перед облучением кристалла рентгеновским пучком располагают штрих фокуса источника рентгеновских лучей параллельно плоскости, содержащей прямой и дифрагированный пучки, поворотом источника вокруг направления первичного пучка.

@и

1 1151873

Изобретение относится к исследованию кристаллов с помощью дифрак- с ции рентгеновских лучей и может P быть использовано в рентгеновской ж трансмиссионной топографии при изу- в чении дефектов кристаллического с строения реальных кристаллов, в

Известен способ рентгеновской ди- в фракционной топографии по методу м аномального прохождения с использованием симметричной лауэвской съем10

Н ки в широком пучке, включающий выт вод отражающей плоскости в симметричное брэгговское положение м

Недостатком способа является малая информативность о дефектах и их 15 п распределении в объеме кристалла п вследствие того, что регистрируют д дифракционную картину, соответствую- п щую одному и тому же направлению проектирования (среднему направлению 1 потока энергии) на выходную поверхность кристалла даже при использовании различных отражающих плоскостей.

30

40

50

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ кососимметричных съемок в широком рентгеновском пучке по методу аномального прохождения, включающий установку кристалла известной ориентации в держателе на оси гонио 4етра„ предварительную его ориентировку, при которой нормаль поверхности кристалла и нормаль отражающей плоскости выводят в плоскость, содержащую ось гониометра, вывод отражающей плоскости в кососимметричное брэгговское положение, облучение входной поверхности кристалла пучком рентгеновских лучей, источника со штриховым фокусом, регистрацию дифракционной картины на фотопластин ку, установленную параллельно выходной поверхности кристалла. Способ значительно расширяет проективные возможности метода аномального прохождения и является предпочтительным для количественных оценок, так как позволяет получить набор топограмм с изображением дефектов и картины их распределения в объеме кристалла в разных проекциях вследствие изменения направления проектирования благодаря изменению положения плоскости дифракции даже при использовании одной и той же системы отражающих плоскостей (2 J.

Недостаток известного способа сотоит в том, что при съемках в шиоком пучке метрика топограмм искаается: выбранная на выходной поерхности кристалла прямоугольная истема координат трансформируется косоугольную, что нельзя не учитыать при определении по топограмам различных угловых величин, хаактеризующих структуру кристалла. едостаток обусловлен тем, что учасок (дуга), вырезаемый источником ентгеновских лучей из конуса возожных направлений падающих лучей, овлетворяющих закону Брэгга, не ерпендикулярен штриху фокуса, т.е. лоскость дифракции — плоскость соержащая прямой и дифрагированный учки не параллельна линии штриха окуса.

Цель изобретения — устранение скажения метрики дифракционных топорами и упрощение благодаря этому оследующей обработки информации.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу кососимметричных съемок в широком рентгеновском пучке по методу аномального прохождения, включающему установку известной ориентации в держателе на оси гониометра, предварительную его ориентировку, при которой нормапь поверхности кристалла и нормаль отражающей плоскости выводят в плоскость, содержащую ось гониометра, вывод отражающей плоскости в кососимметричное брэгговское положение, облучение входной поверхности кристалла пучком рентгеновских лучей источника со штриховым фокусом и регистрацию дифракционной картины прямого и отраженного пучков на фотопластинку, параллельную выходной поверхности кристалла, перед облучением кристалла пучком рентгеновских лучей располагают штрих фокуса источника рентгеновских лучей параллельно плоскости, содержащей прямой и ди- фрагированный пучки, поворотом источника вокруг направления первичного пучка.

Предлагаемый способ был осуществлен на гониометре с вертикальной осью. и исходной ориентацией штриха фокуса в экваториальной плоскости гониометра, в котором крепление рентгеновской трубки (БСВ-11 Си) до

11518

S=-rc c.5 (.з Е .э К 1;

5)n 8

- elrcпсп

Sin OL

Р=а сэ; и

Составитель Е.Сидохин .

Техред С.Мигунова Корректор О.Луговая

Редактор P.Öèöèêà

Заказ 2313 /33 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 пускает поворот ее вокруг направления первичного пучка.

На чертеже показана полюсная фигура кристалла с нанесенным на ней схематически положением плоскости 5 дифракции (61,>q k., ) относительно нормали поверхности кристалла М и штриха фокуса

Исследуемую плоскопараллельную пластинку монокристалла германия 1п с плоскостью поверхности 1113 устанавливали в держателе на оси гониометра. Для осуществления съемки отражением от системы плоскостей

: (2023 так, чтобы плоскость дифрак ции составляла с нормалью поверхности кристалла угол Ы =-36, производили предварительную его ориентировку, при которой нормаль поверхности кристапла Й 1.111) и нормаль 2б системы отражающих плоскостей п (202) устанавливали в плоскость, содержащую ось гониометра. Поворачивая кристалл вокруг его нормали Р 111 на угол 1 35, затем вокруг вертикаль-25 ной оси гониометра j1-1) на угол

oL =41,7 выводили нормаль )2023 в отражающее положение. Затем, повернув источник рентгеновских лучей вокруг первичного пучка на угол И=

1 а

2 (знак угла Я про1 тивоположен знаку угла р ), облучали входную поверхность кристалла пучком рентгеновских лучей и регистрировалщ прямой и дифрагированный пучки на фотопластинку, установленную параллельно выходной поверхности кристалла. Для большей наглядности характера метрики топограмм в.предла-40 гаемом и известном способах на пути вышедших из кристалла пучков между кристаллом и пленкой параллельно им помещали медную сетку с прямоуголь73 4 ньпми ячейками, иэображение которой накладывалось на изображение кристалла. Расстояние кристалл — фокус, кристалл — сетка, кристалл — пленка соответственно были равны 200, 1,5, 17 мм. Сравнение топограмм показало, что в предлагаемом способе прямо-. угольные ячейки сетки остаются косоугольными.

Значения поворотных углов кристалла и с для заданного положения плоскости дифракции относительно нормали поверхности кристалла определяли с помощью сетки Вульфа по полюсной фигуре кристалла, или рассчитывали по формулам где Π— брэгговский угол для данной системы отражающих плоскостей (Ву =22 40 ) .

Предлагаемый способ по сравнению с известньпч позволяет получать дифракционные топограммы без искажения их метрики, что повьппает надежность и точность информации, получаемой иэ топограмм о дефектах кристалла, что важно как для изучения свойств и поведения самих дефектов кристаллического строения в процессе того или иного физического воздействия на кристалл, так и для экспериментального изучения характера изображения их полей деформации на топограммах.

Способ может успешно использоваться для изучения характера дислокационных структур, формирующихся в полупроводниковых кристаллах в процессе их высокотемпературных деформаций.