Способ рентгеновской топографии кристаллов

 

Изобретение относится к рентгенотопографическим исследованиям несовершенств кристаллов и может быть использовано для исследований структурных искажений почти совершенных кристаллов. Целью изобретения является повышение информативности за счет одновременного наблюдения эффектов маятникового решения и аномального прохождения. Это достигается приданием исследуемому кристаллу клиновидной формы, при которой направление утончения клина выбирается в плоскости дифракции перпендикулярно вектору обратной решетки отражающих плоскостей кристалла. При этом одновременно можно получить топограммы от лучей, дифрагировавших через боковую и нижнюю торцовую поверхность кристалла с участием соответственно маятникового и бормановского эффектов. 10 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.,su„„ o (ц)S 0 01 И 23/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 43 52398/31-25 (22) 29 12.87 (46) 07.05.90. Бюл. -" 17 (71) Ереванский государственный университетт (72) П.А. Безирганян, А.А. Мартиросян, В.Г. Асланян и К.M. Симонян (53) 621.386(088.8) (56) Пинскер В.Г. Рентгеновская кристаллооптика. - И.: Наука, 1982, с. 54 ° ! Borrmann G Kristall, Mineral, Petrogr,, 1966, V. А 106, р. 109 °

Lane M. R6ntgenstrahlinterferenzen, Franc f ur t/Ma in, 1960. (54) СПОСОБ РЕНТГЕНОВСКОЙ ТОПОГРАФИИ

КРИСТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к рентгеИзобретение относится к рентгено" топографическим исследованиям несовершенств кристаллов и может быть использовано для исследований структурных искажений почти совершенных кристаллов.

Целью изобретения является повышение информативности исследований за счет одновременного применения эффектов маятникового решения и аномаль" ного поглощения (эффекта Борма на ) .

На фиг. 1 представлены волновые векторы в кристалле в двухполевом приближении; на фиг. 2 - картины дифракции, рентгеновских волн, при па2 нотопографическим исследованиям несовершенств кристаллов и может быть использовано для исследований структурных искажений почти совершенных кристаллов. Целью изобретения является повышение информативности за счет одновременного наблюдения эффектов маятникового решения и аномаль. ного прохождения, Это достигается при данием исследуемому кристаллу клиновидной формы, при которой направление утончения клина выбирается в плоскости дифракции перпендикулярно вектору обратной решет ки отража ющих плоскостей кристалла. При этом оДновременно можно получить топограммы от лучей, дифрагировавших через боковую и нижнюю торцовую поверхность кристалла с участием соответственно маятникового и бормановского эффектов. 10 ил. дении первичной волны в середину поверхности входа; на фиг. 3 и 4 — то же, при перемещении вправо от поверхности входа; фиг. 5 и 6 — то же, при падении волны на левый и правый края от середины входной поверхности, со" ответственно; на фиг ° 7 - схема положения волновых векторов вне клиновидного кристалла, утончение которого перпендикулярно поверхности входа; на фиг. 8 - схема хода лучей в толстом кристалле; на фиг. 9 - схема распределения интенсивности от рас-! стояния линии падения первичной волI ны до боковой поверхности призмы;

15628 на фиг. 10 — клиновидный кристалл с отражающими плоскостями, перпенди- . куляр ными ос нова we клина .

В отличие от известных методов

Борма на, которые работают лишь для толстых кристаллов и маятникового решения, работающего для тонких клиновидных кристаллов с утончением вдоль ввктора обрат ной решет ки, в предлагаемом способе дифракции на толстом клине с утончением перпендикулярно вфктору обратной решетки параллельно нормали к входной поверхности клина одновременно работают оба метода . с нижнего торца клина получается бормв новс кое прохождение, а с краев вблизи верхнего торца - маятниковые решения.

Для осуществления способа были изготовлены клиновидные образцы из кристаллов кремния (фиг.1) . Отражающие плоскости (110) перпендикулярны

cicнованию призмы (входной поверхности 25

АВСР и линии AD, к примеру 0(020 Op)

Благодаря клиновидности образца пути — 7. — 9 .

Олн с вОлновыми вектОрами К,, К О2, К, уменьшаются. Их ход продолМается вне кристалла; справа - К и щ0 с ф

К „слева - Ко, и К, . При падении

Первичной волны на середину входной поверхности АВСД, вне кристалла одновременно получаются все четыре волны, попарное наложение которых приводит к образованию маятниковых полос справа и слева (Фиг. 2-6). На Фиг. 2-5 при ведены картины маятниковых полос, пока зыва ющие за кономерност ь изменения их местоположения в зависимости от 40

Смещения падающего пучка. Закономер"ность заключается в следующем: чем более смещение первичного пучка к краю поверхности падения (основание кпина) вправо или влево, тем более 45 смещаются маятниковые полосы.

Цтобы найти волновые векторы К>, К>, необходимо через точки распро2 странения A u A2 (Фиг. 7) провести нормали A<% и A2N2 к- поверхности

Й D, а для К „и К 02 - через те же точки нормали А,И, и А2К2. При пересечении этих нормалей со сферами С „С < (сфера падения) и С С (сфера отражения) находи точки Р,, Рц2, Р, и

Рь соединением которых с точками

О и Н обратной рещетки определяем волновые векторы К,, К z2, g, и К вне кристалла. Периоды маятниковых по04 лос преломленных А и отраженных А

0 волн равны

I в п0о 6 sinai On

О ЛА ) н ЯА2) где 8, и Îl, - углы наклонов левой и боковой поверхностей

О А и О+П соответственно. При одинаковых наклонах боковые поверхности Ь, и Д„равны.

Этот способ позволяет получить маятниковые полосы от достаточно толстых клиновидных кристаллов, от которых можно получить и эффект Бормана.

Когда в толстых кристаллах (фиг.8) первичная волíà падает ближе к боковой поверхности, из верхней части кристалла в направлении отражения выходят волны с волновыми векторами

К и К ь2 и образуют маятниковые поИ лосы, а от основания в результате эффекта Боома на выходят волны второФ, «ф го поля К и К . На фиг. 9 привеР2 дена схема распределения интенсивности в зависимости от расстояния линии падения первичной волны до боковой поверхности призмы, показанной на (Фиг.8) . Размеры призмы составляют в направлении плоскости (110) 12

20 мм, в перпендикулярном ей направлении - 4-5 мм. При х ) 0,875 мм J2 исчезает, т .е. отраженные волны не выходят с боковой стороны, с уменьшением - характеристика J возрастает вплоть до падения первичного пучка на боковую поверхность. При этом часть пучка отражается от этой поверхности и возникает пучок J другая часть входит в кристалл, где и происходит отражение Лауэ и формирование пучка

Л, . В случае паралпелепипедального кристалла маятниковые полосы получаются только от его узкой приповерхностной области. Для наблюдения аномаль" ного проходящего пучка и маятниковых полос одновременно кристаллу необходимо придать вид, показанный на фиг.10.

Следы отражающих плоскостей показаны штриховкой.

Изготовлен и Опробован клиновидный образец с размерами AD=-5,2 мм, 0,0+=

= 12 мм.AAO D 23 40, картины маятниковых полос от которого приведены на фиг. 2-6.

Формула и зобрет ения

Способ рентгеновской топографии коисталлов, при котором пучок рент5 1562804

6 геновского излучения направляют на бирают плоскости дифракцин перпенклиновидный кристалл, регистрируют дикулярно вектору обратной решетки дифракционную картину и по распределе- отражаюших плосксстей кристалла, пднию интенсивности судят о совершен- новременно получают топограммы от лу

5 стве кристалла, о т л и ч а ю ш и й- чей, дифрагировавших через боковую с я тем, что, с целью повышения ин- и нижнюю торцовую поверхности криформативности исследования, пучок сталла с участием соот ветст венно MR рентгеновских лучей направляют на ятникового и бормановского эффектов, входную торцовую поверхность тол- 10 и по одновременно полученным топостого клиновидного монокристалла, граммам судят ofi объемных и поверхнаправление утончения которого вы- ностных несовершенствах кристалла .

1562804 д .

ФЮ1

+g$73ee4g

ФИ.У

Составитель О.П. Алешко-Ожевский

Редактор H. Лазаренко Техред Л.Олийнык Корректор В. Кабаций

Заказ 1060 Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 191