Станция для синхротронной рентгеновской топографии

 

Изобретение относится к рентгенодифракционным исследованиям структуры кристаллов, а более конкретно к установкам для рентгеновской топографии с использованием синхротронного излучения. Цель изобретения - расширение круга решаемых задач и повышение точности. Для этого первый кристаллодержатель 2 с кристаллом-монохроматором 11 установлен с возможностью перемещения вдоль пучка по направляющей 9, а второй 3 и третий 4 кристаллодержатели имеют фиксированные относительно линейных перемещений оси О<SB POS="POST">2</SB>, О<SB POS="POST">3</SB> поворота. Исследуемый кристалл 13 может устанавливаться на втором 3 или третьем 4 кристаллодержателе. Один кристалл-монохроматор 12 или оба кристалла-монохроматора 11, 12 имеют срез асимметричного отражения. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (1)5 G 01 Н 23/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4416404/31-25 (22) 29.03.88 (46) 15,06.90. Бол. № 22 (71) Институт кристаллографии им. А, В. Ыубн икова (72) В.В.Лидер, О.П.Алешко-Ожевский, Ю.Н.В!илии, M.Â.Êoâàëü÷óê, Ю.M.Ëèòâèнов и С,Н.Мазуренко (53) 548.734 (088.8) ,(56) Ishikawa Т. et al. Synchrotron plan ыаче X-ray topography of Ga As

with à separate (+,+) monocrocollimator.-Jap.Journ,of Appl Phys., 1985, Pt 2, v. 24, ¹ 12, р. 968-971. (54) СТАНЦИЯ ДЛЯ СИНХРОТРОННОЙ РЕНТГЕНОВСКОЙ ТОПОГРАФИИ (57) Изобретение относится к рентгенодифракционным исследованиям струк„„SU„„3 511486

2 туры кристаллов, а более конкретно к установкам для рентгеновской топографии с использованием синхротронного излучения. Цель изобретения — расширение круга решаемых задач и повышение точности. Для этого первый кристаллодержатель 2 с кристалломмонохроматором 11 установлен с возможностью перемещения вдоль пучка ло направляющей Я, а второй 3 и третий 4 кристаллодержатели имеют фиксированные относительно линейных перемещен ..". оси О, Оз поворота. Исследуемый кристалл 13 может устанавливаться на втором 3 и третьем 4 кристаллодержателе. Один кристалл-монохроматор 12 или оба кристалла-монохроматора 11, 12 имеют срез ассимметричного отражения. 5 ил.

15 7 l 486

Изобретение относится к рентгенод тфракционным исследованиям структуры к исталлов, а более конкретно — к у .тановкам для рентгеновской топогра(5 фйи с использованием синхротронного иэлучен ия, Цель изобретения — расширение круга решаемых задач и повьппение точности, 1О

На Фиг, 1 приведена схема станции д.|я синхротронной рентгеновской топоафии; на фиг, 2-5 — схемы, поясн. ющие различные варианты геометрии ! и следований с использованием устаетовки, Станция для синхронной рентгеновскфй топографии содержит базовую плиту 1, первый, второй и третий крист ллодержатель 2-4, связанные со

20 средствами их поворота 5-7 вокруг гОризонтальных осей О, 0, Оз

Первый кристаллодержатель 2 со сред( ством 5 его поворота вокруг оси О установлен с возможностью горизонтального перемещения на каретке 8 . по направляющей 9 с помощью привода

10, На первом кристаллодержателе 2 у 1тановлен первый кристалл-монохроматор 11. Второй кристалл монохроматор

1$ может быть установлен во втором

3 или треьем 4 кристаллодержателе.

Соответственно исследуемый монокристалл 13 устанавливается в третьем 4 или втором 3 кристаллодержателях, Первый и второй детекторы 14 и

15 излучения установлены с возможнфстью независимого поворота соответственно вокруг осей О> и О с помощью средств 6 и 7 поворота. Второй 3 и третий 4 кристаллодержатели установлшны на. базовой плите 1 так, что

ocv 0 и О их поворота жестко фиксированы относительно линейных перемещрний. Перед первым кристаллодержателем 2, а также между вторым и 3 третьим 4 кристаллодержателями установлены мониторные детекторы 16 и 17 в виде проходных иониэационных камер.

Также имеется набор формирующих щелей 18-21, Позициями22 и23 нафиг. 1 пОказаны фотопластинки, используемые для фотографической регистрации днфрагированного излучения. По меньшей мере второй кристалл-монохрома-тор 12 имеет срез асимметричного от- 55 ряжения. Станцией управляет ЭВМ 24.

Станция работает следующим образом.

Станцин вводят в пуч к синхротрс нного излучения (СИ) и н>стируют так, чтобы все три оси О,, О и 0 били горизонтальными, причем оси 0 и Од должны находиться в плоскости, параллельной первичному пучку. Центр отражающей поверхности первого кристалл-монохроматора 11 догвнев лежать на оси О, и совпадать с центром пучка. После этого в зависимости от требований, предъявляемых экспериментом (высокое разрешение, светосила, необходимость изменения длины волны, строго определенная длина волны, повышение кинематического контраста, размер пучка на образце и др.), выбираются соответствующие кристалл-монохроматоры и дисперсионная или беэдисперсионная схема дифракции в соответствии с одной иэ схем, представленных на фиг.2-5, и проводится рентгенотопографическое исследование образца..

Некоторые наиболее интересные возможности станции состоят в следующем.

На Фиг.2 представлена оптическая схема для случая бездисперсионной плосковолновой топографии, когда на второй оси размещен второй кристалл монохроматор 12, а на третьей — исследуемый кристалл 13 в геометрии (и, -п,п), причем межплоскостные расстояния, соответствующие используемым рефлексам, близки для всех трех кристаллов. При движении вдоль пучка первого кристалла-монохроматора 11 и параллельном повороте обоих кристаллов-монохроматоров 1 1 и 12 относительно осей О, и О обеспечивается возможность непрерывного изменения длины волны в широком диапазоне. При этом дифракция на втором, асимметрично отражающем кристаллемонохроматоре 12 обеспечивает уменьшение угловой расходимости пучка и увеличение его поперечного сечения.

Применение для монохроматиэации двух кристаллов монохроматоров 11, 12 с асимметричной дифракцией уменьшает возможный интервал изменения длин волн, но при этом могут быть получены пучки с малой расходимостью (0,10,01 угл.с).

Для плавного изменения длины волны в широких пределах при той же схеме установки двух указанных кристаллов монохроматоров 11 и 12 осуществляют их синхронный поворот и перемещение

l 41 2 486 кристалла монохроматора i l вдоль пучка таким образам, чтобы отраженный им пучок попадал в центр отражающей поверхности кристалла-монохроматора 12 °

Для осуществления плосконолноной бездисперсионной топографии необходимо совпадение величин межплоскостных расстояний исследуемого кристалла 13 и кристаллов-монохроматорон

11, 12. Это условие легко выполняется для исследуемого кристалла 13 из того же, материала, что и кристаллымонохроматоры 11, 12, но как правило не выполняется для других материалов.

Одна из возможностей преодоления этой трудности заключается в значительномм умен ьшен ии спектральн ой расходимости пучка, падающего на исследуемый образец. Такая возможность реализуется при использовании дисперсионной геометрии дифракции на двух кристаллах-монохроматорах 11, 12 (фиг. 3 и 4). Перспективным является использование в качестве первого кристалла монохроматора 11 моноблочного монохроматора. вырезанного таким образом, чтобы на нем осуществлялась последовательная дисперсионная дифракция от двух различных отражающих плоскостей, образующих между собой некоторый угол (фиг.3). Второй кристалл монохроматор 12 служит для улучшения характеристик пучка, падающего,на исследуемый кристалл 13. Для попадания пучка, отраженного от кристалл-монохроматора 12 на исследуемый кристалл

13, необходимо, чтобы угол дифракции второго кристалла-монохроматора.

12 был примерно равен углу между первичным пучком и пучком на выходе из . моноблочного кристалла-монохроматора

11. В качестве отражающей плоскости кристалла 13 может быть выбрана любая кристаллографическая плоскость с отличной от нуля амплитудой рассеяния.

Для получения набора длин волн возможно использование антипараллель-. ного расположения крисгаллов-монохро.маторов 11 и 12. Для этого второй кристалл-монохроматор 12 помещается на третий кристаллодержатель 4, а ие.следуемый кристалл 13 на второй кристаллодержатель 3 (фиг. 4). При этом суммарный угол дифракции от кристаллов-монохроматорон 11 и 12 должен быть близок к 90

Часто возникают задачи (например, повьппение чувствительности топографии к микродефектам, получение "карты", равных значений параметра решетки по образцу), когда необходимо разделить вклад кинематического и динамического рассеяния. Для этого исследуемый кристалл !3 помещают за первым кристаллом-монохроматором 11, а на третьем кристаллодержателе помещают киристалл монохроматор 12, выполняющий роль кристалла-анализатора (фиг. 5).

Формула изобретения

Станция для синхротронной рентгеновской топографии, содержащая три кристаллодержателя, установленных на первой, второй и третьей горизонтальных осях поворота, первая из которых пересекает траекторию первичного пучка синхротронного излучения, два кристалла монохроматора, один из которых установлен в кристаллодержателе на первой оси и по меньшей мере, один из которых снабжен срезом асимметричного отражения, щелевые диафрагмы для формирования пучка, детектор излучения, установленный с возможностью независимого поворота вокруг третьей оси, мониторные детекторы и систему управления, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью расширения круга решаемых задач и повьппения точности, первая ось поворота установлена с воэможностью горизонтального перемещения ндоль траектории первичного пучка синхротронного излучения, вторая и третья оси поворота жеско фиксированы относительно линейных смещений в горизонтальной плоскости и введен второй детектор излучения, установленный с возможно стью независимого поворота вокруг второй оси.

1571ч86

Д Д 7у 75

Составитель К.Кононов

Редактор М.Недолуженко Техред M.Дидык Корректор M.Màêñèìèøèíåö

Заказ 1508 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. 1 агарина» 101