Способ получения рентгеновских дифракционных топограмм

 

Изобретение относится к методам исследования реальной структуры кристаллов. Целью изобретения является повышение производительности при получении топограмм от кристаллов большой площади методом углового сканирования с сохранением высокого разрешения. При осуществлении, способа на кристалл 3 направляют немонохроматизированный пучок рентгеновских лучей, выделенных из расходящегося от источника 1 пучка формирующей щелью 2. В процессе съемки производят угловое сканир ование кристалла 3 и пленки 4, регистрирующей топографическое изображение кристалла , при-этом формирующая щель 2 совершает плавный поворот вокруг оси, проходящей через фокус источника 1, и благодаря этому последовательно освещается рентгеновским пучком вся контролируемая поверхность образца; скорость вращения щели оо совпадает со скоростью вращения кристалла to .Дифрагированный кристаллом пучок отслеживается экранирующей щелью 5, которая совершает для этого сложное движение , включающее поворот со скоростью -(л) вокруг оси, проходящей через ее центр, и со скоростью 2 ю вокруг оси, координаты которой относительно гониометрической оси, лежащей в плоскости кристалла, задаются расчетными соотношениями. Благодаря сложному движению всей системы сохраняется высокое разрешение сканирую щей топографической съемки при контроле кристаллических пластин большого размера. 3 ил. ш (Л со 00 4 ю 14)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А2 (ю 4 G 01 N 23/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 300817 (21) 3930983/24-25 (22) 20.05.85 (46) 15.06.87. Бюл. № 22 (71) Ленинградское научно-производ. ственное объединение "Буревестник" (72) М.А.Чернов, Ю.Л.Дегтярев, А.Ю.Разумовский и И.А.Никольский (53) 621.386(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 363023, кл. G 01 N 23/20, 1973.

Авторское свидетельство СССР

¹ 752161, кл. G О! N 23/20, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 300817, кл. G Ol N 23/20, 1971.

° (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ

Д4ФРАКЦИОННЫХ ТОПОГРАИМ (57) Изобретение относится к методам исследования реальной структуры кристаллов. Целью изобретения является повышение производительности при получении топограмм от кристаллов большой площади методом углового сканирования с сохранением высокого разрешения. При осуществлении способа на кристалл 3 направляют немонохроматизированный пучок рентгеновских лучей, выделенных из расходящегося от источника 1 пучка формирующей щелью 2. В прбцессе съемки производят угловое сканирование кристалла 3 и пленки 4, регистрирующей топографическое изображение кристалла, при-этом формирующая шель 2 совершает плавный поворот вокруг оси, проходящей через фокус источника 1, и благодаря этому последовательно освещается рентгеновским пучком вся контролируемая поверхность образца; скорость вращения щели () совпадает со скоростью вращения кристалла ж .Дифрагированный кристаллом пучок отслеживается экранирующей щелью 5, которая совершает для этого сложное дви- а жение, включающее поворот со скоростью — td вокруг оси, проходящей через ее центр, и со скоростью 2 ы вокруг оси, координаты которой относи- С тельно гониометрической оси, лежащей в плоскости кристалла, задаются расчетными соотношениями. Благодаря

Оаи сложному движению всей системы сохра- ф няется высокое разрешение сканирующей топографической съемки при контроле кристаллических пластин большого размера. 3 ил. в3

1317342

)2 sinid+B) ) j < sin(++I + 9 . ) + r) + R —: - + г ctg (8+eL+cC ) 1 (1) 1

R =0,5

Изобретение относится к методам .исследования реальной структуры кристаллов °

Цель изобретения — повышение производительности съемки кристаллов 5 большой площади при сохранении высокой разрешающей способности.

На фиг.1 изображена рентгенооптическая схема съемки на просвет; на фиг.2 — рентгенооцтическая схема съемки на отражение; на фиг.3 — схема упрощенного варианта устройства для осуществления предлагаемого способа.

f5

Способ осуществляют следующим образом.

Из немонохроматического расходящегося пучка (прямые стрелки) рентгеновских лучей источника 1 формирующая щель 2 вырезает узкую часть, достаточную для одновременногб отражения кристаллом 3 обеих составляющих К -дублета (3< и g< ) Одновременно с вращением кристалла вокруг оси 0 со скоростью ы щель 2 вращают вокруг оси, проходящей через фокальное пятно источника 1 рентгеновских где верхний знак соответствует съемке. на просвет, нижний — съемке на отражение, R — - расстояние фокус-кристалл;

r — - расстояние кристалл — щель 5;

0 — угол Брэгга;

o(— угол между отражающей плоскостью и поверхностью кристалла;

c(— угол между поверхностью кристалла и плоскостью щели; при этом с = с -arctg (— — tga) . (2)

Выражение (1) справедливо, когда для съемки на просвет 8 >8 а для съемки на отражение 8 > 8 .

Положение оси 0 определяется как величиной К, так и углом d между прямой фокус — кристалл и направлением кристал — ось 0 : с 90 8 + с - о (3) где верхний знак соответствует съем:ке на просвет, нижний — съемке на отражение;знак "-" перед d означает

55 лучей с той же скоростью с,1 и в том же направлении. Поэтому условия дифракции для падающего на кристалл пучка остаются неизменными в процессе сканирования. Таким образом осуществляются сканирование кристалла в характеристическом рентгеновском излучении. Фокусировка отраженных лучей на пленке 4 происходит за счет вращения пленки со скоростями 2 и -ы вокруг осей 0 и 0 .. Экранирующая щель 5 отслеживает дифрагированный пучок, поскольку она совершает вращение в плоскости дифракции вокруг оси 0 с удвоенной по отношению к кристаллу скоростью при одновременном вращении ее в противоположном направлении в той же плоскости вокруг оси, лежащей в плоскости щели и проходящей через ее середину, с угловой скоростью, равной скорости вращения кристалла.

Из анализа рентгенооптических схем (фиг.1 и 2) следует, что радиус R вращения щели 5 может быть определен по формуле: отсчет против часовой стрелки, знак "+ — по часовой стрелке.

Пример. Ус ройство для осуществления предлагаемого способа, показанное на фиг.3 содержит источник 1 рентгеновских лучей, формирующую щель 2, кристалл 3, установленный в кристаллодержателе, регистрирующую пленку 4, экранирующую щель

5 и параллелограмм 6, смонтированные на основании 7 и поворотном кронштейне 8 с осью вращения в шарнире 9.

Дополнительными функциональными элементами являются рычаг 10, тяга 11 формирующей щели 2, кронштейн 12 формирующей щели, шарнирное плечо 13,, полэун 14 и экранирующая щель 5. Остальные элементы являются вспомогательными. Ведущим элементом является кронштейн 8 детектора 15, расстояние между осями шарниров 16 и 9 равно расстоянию между осями шарниров

9 и 17, расстояние между осью шарнира 16 и осью крепежного винта 18расстоянию между осями шарниров 16

13173 и 19, расстояние между осями шарни-! ров 16 и 20 — расстоянию 2R

Съемку топограмм производили на базе аппарата УРС-2,0 с рентгеновской трубкой БСВ-25 и гониометра ГУР-3. 5 с дополнительным редуктором. Расстояние фокус — кристалл R=400 мм, расстояние кристалл — пленка .равно

25 мм, расстояние кристалл — экранирующая щель r = 15 мм. Рычаг 10 вы- 10 полнен из дюралевого швеллера. Формирующая щель 2 выполнена из двух свинцовых пластин, разделенных прокладкой толщиной 4 мм. Размер падающего на кристалл пучка ограничен 15 вкладышами.

Топограммы снимали за один проход как на просвет, так и на отражение как от плоских, так и от изогнутых 20 монокристаллов и эпитаксиальных структур, как в экстинкционном, так и в бормановском контрасте. Геометрическое разрешение составляет 10 мкм в центре кристалла и не превышает

28 мкм по краям, что соответствует методу Ланга (при съемке кристаллов диаметром 100 мм). ср =+(900+ 97 a — a„), R =0,5 R —.- --- — rJ + )R . + r) ctg (8+g+ ()

sin(t (e(-8) " L sin(+ (, -8)

1 ю

Ы вЂ .угол между отражающей плоскостью и поверхностью кристалла;

R-r

d = d -arctg(tg4) — угол меж1 R+r

40 ду поверхностью кристалла и плоскостью щели. где верхний знак соответствует съемке на просвет, нижний — съемке на отражение;

R — расстояние кристалл — фокус;

r — расстояние кристалл — щель;

В - брзгговский угол дифракции;

42 4

Формула изобретения

Способ получения рентгеновских дифракционных топограмм по авт.св.

N 300817, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности съемки кристаллов боль" шой площади при сохранении высокой разрешающей способности, вводят формирующую щель между источником излучения и объектом, которую вращают вокруг оси, проходящей через фокус источника излучения, с угловой скоростью равной скорости вращения кристалла, и экранирующую щель на дифрагированном пучке, которую вращают в плоскости дифракции вокруг оси, лежащей в плоскости щели и проходящей через ее середину с угловой скоростью, равной и противоположной скорости вращения кристалла, и одновременно вращают ее с удвоенной по отношению к кристаллу скоростью в том же направлении и в той же плоскости, а положение оси вращения задают углом < между прямой кристаллфокус и кристалл — ось и расстоянием R от кристалла по формулам

1317342 (Р М

Составитель Е.Сидохин

Редактор А.Ревин Техред А.Кравчук Корректор M.Øàðîøè

Заказ 24)6/39 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4