Способ измерения коэффициента диффузии в монокристаллических образцах чистых металлов

Свез Сфветскик Сециалистических Республик(22) Заявлено 1801.78 (2) 257136 7/18-25с присоединением заявки ЙГ(23) Приоритет -а О 1 И 13/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий;53854 (088.8) Опубликоваио 15.11,79, Бюллетень М 42 Дата опубликования описания 181179(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИИВ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ОБРАЗЦАХ ЧИСТЫХМЕТАЛЛОВ движущегося в металле без столкновения, совпадает с толщиной образца,т,е. равное расстоянию между поверхностями образца, граничащими с внешней средой, Информация, полученнаятаким путем характеризует свойствачистых металлов с малым сопротивлением, способ не применялся к образцам, сопротивление которых изменялось бы по толщине вследствие влияния примесей,Наиболееблизким техническим решением является способ измерениякоэффициента диФфузии,. по которому 1измеряют сопротивление образца, йриводят одно иэ его поверхностей в контакт с диффундирующим веществом, измеряют время диффузии, а глубину проникновения диффундирующего веществапо истечении этого времени определяютпутем измерения электропроводностипоследовательно расположенным по на-.правлению диффузии участков образца,причем измерения проводят двухэондовым методом 3),Недостатком этого способа является низкая.точность измерений, чтообусловлено неконтролируемым изменением контактного сопротивления эон 30 Изобретение относится к областиисследования физических процессов вметаллах и предназначено для измерения коэффипиента диффузии,Известен способ определения коэффициента диффузии в металлах го изменению интенсивности. радиоактивногоизлучения слоя после диффузионногоотжига 1, измеряемой с обеих сторон пластины,Недостатком способа является ограничение времени диффузионного отжига периодом полураспаца радиоактивного вещества, снижающее точностьизмерений,Известен также способ исследования электронных свойств. чистых металлических монокристаллов, основанныйна их высокой электропроводности принизкой температуре по которому измеряют поверхностный импеданс.плоского образца в магнитном поле, параллельном его поверхности и изменяющемся по величине 2) .При критическом значении напряженности поля проявляется аномальное из"менение импеданса, обусловленное размерным эффектом, соответствующим случаю, когда диаметр орбиты электрона,.(71) ЗОЯВИТВЛЬ Институт физических проблем АН СССР697883 25 Составитель Н. ШпиньковРедактор О, Колесникова Техред М.Петко Корректор М Пажа Тираж 1073 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Заказ 6556/13 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 дов и малой величиной разности сопротивлений в несовершеннных образцах при реальных концентрациях дифФундирующего вещества.Цель изобретения - повышение точности измерений. 5Поставленная цель достигается тем, что измеряют толщину образца, помещают его в магнитное поле, параллельное чистой поверхности, охлаждают до температуры жидкого гелия, измеряют 10 поверхностный импеданс образца со стороны его чистой поверхности при разных величинах поЛя, Фиксируют критическую величину напряженности ноля, при которой происходит резкое изменение поверхностного импеданса затем рассчитывают коэффициент дифФузии по формулеР = - т-т - - 6 (Н -Но)20 1 де а - толщина образца;- время диффузии;Н - критическое поле;Н - критическое поле при =0;В - вычисляемый теоретическикоэФфициент пропорциональности, зависящий от эффективного сечения рассеянияэлектронов проводимости наатомах диффундирующего вещества,Поскольку поверхности раздела об.ластей с разной концентрацией примеси разделяют области с разной вероятностью рассеяния электронов, ониэквивалентны границам образцов с разной длиной свободного пробега. Благодаря этому малые изменения сопротивления обнаруживаются с большойточностью. Этому способствует и возможность,увеличить время диффузии,Формула изобретенияСпособ измерения коэффициента диффузии в монокристаллических образцах45 чистых металлов, основанный на создании контакта диффундирующего вещества с одной иэ взаимно противоположных поверхностей образца, измерении времени диффузии и глубины проникновения диффундирующих атомов отконтактной поверхности к противоположной, чистой поверхности образца,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности измерений,дополнительно измеряют толщину образца, помещают его в магнитное поле,параллельное чистой поверхности,охлаждают до температуры жидкого гелия, измеряют поверхностный импедансобразца со стороны его чистой поверхности при разных величинах поля, фиксируют критическую величину напряженности магнитного поля, при которойпроисходит резкое изменение поверхностного импеданса, затем рассчитывают коэффициент диффузии согласноФормуле где Й - толщина образца;- время диффузии;Н - критическое поле;Н - критическое поле для случая 1=0;В - коэффициент пропорциональности, характеризующий эффективное сечение рассеянияэлектронов проводимости наатомах диффундирующего вещества, вычисляемый теоретическиИсточники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Крюков. С.Н., Жуховицкий А.А,ДАН СССР 1953, 90 Р 3 с. 379,2, Гантмахер В.Ф., Канер Э.А.Успехи физических наук. 1968,94, с, 193.3, Яе 1 й Х. КцЬаэсЬецФ 1 у, 2 з.Е 1 е 11 госпещ 5511935, 9 41 прототип).