Способ определения механической прочности диэлектриков и полупроводников

союз советскихсоцидлистичеснихРЕСПУБЛИК ПИ СВИДЕТЕЛЬСТ АВТО госуддРственный комитет сссРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПИЙ(71). Научно-исследовательский институт ядерной Физики при Томском ордена ОкТябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени лалитехническом институте им.С.И,Кирова.:(56) Ковалев В,И. Исследование меха низма пробоя на йоверхности материалов ИК-оптики под действием излучения импульсного СО -лазера. Труды ФИАН, 1982, вып.136, с. 51-1Авторское свидетельство СССР У 932352, кл., С 01 Н 3/00, 1983.(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЕХЛНИЧЕСКОИ ПРОЧНОСТИ ДИЭЛЕКТРИКОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВр подвергаемых внешнему воздействию, путем измерения электромагнитного излучения, возникающего в образце, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения, повышения производительности и локальности способа, регистрируют электромагнитное излучение в радиоволновом диапазоне длин волн при воздействии лазерного излучения, имеющего плотность мощности от, 5 х 10 до 10 Вт/м, но не более .30% от разрушающего предела плотности 7, мощности, определенного предваритель- Й но пс контрольному образцу, и по величине максимального зйачения ампли-, туды электромагнитного излучения судят о прочности материвла относи- тельно контрольного образца, Я2Изобрете 11 не относится к полупроводниковой технике и может быть использовано длл локального.апределенилмеханической прочности диэлектрикови полупроводников,Цель изобретения - упрощение, павьппение производительности и локальности способа.На фнг. 1 приведена блок-схемаустройства длл. реализации способа;на фш, 2 приведены зависимости амплитуды электромагнитного излученияобразца В от плотности мощности В ла.. зерного облучения длл кремния и арсенида галлия,П р и м е р. Реализацию предлагаемого способа контроля механическойпрочности материалов осуществлялиследующим образом.Лазерное облучение материаловпроизводили на установке (фиг,1),содержащей датчик-антенну 1 длл регистрации электромагнитного излучения (ЭМИ), усилитель 2 сигнала, лавер.измеритель 4 энергии лазерного излучения, фокусирующую линзу 5,заноминающий осциллограф 6, образец7 (исследуемый материал); генератор8 задержанных импульсов. При измерениях прочности материалов использовали рубиновый лазер, работающий в.режиме модулированной добротности,В этом режиме излучался импульс длительности=30 нс. Лазерное излучение фокусировали на поверхностьисследуемых материалов фокусирующейлинзой 5 с фокусным расстоянием.Р - 1 О ом. В процессе облучения измеряли энергию каждого импульса изме-рйтелем 4 лазерной энергии ИКТН,Все измерения проводили на воздухепри комнатной температуре. Канал регистрации электромагнитных импульсовсостоял иэ емкостного датчика-антен-.ны 1, подключенного при помощи коаксиального кабеля РКк входу усилите 50106 2ля 2 с полосой пропускания 0,02 -1 О МГц. С выхода усилителя 2 сигналподавали на запоминающий осциллограф6 типа С 8-12, работающий в режиме разового запуска. Чувствителъность канала регистрации составляла 1 О мкВ.Синхронизацию работы лампы накачкилазера, эг ектраоптическаго затвора иосциллографа осуществляли с помощью 10 многоканального генератора 8 типаГ 34-6.В экспериментах использовали материалы кристаллов СаАз легированныетеллуром, Бте - 2,2 х 10см , с.поли рованными поверхностями и кристаллыБз.-типа-(БКБД-БОО), легированныебором, М = 2,6 х 10см , такжес.полированными и только с травленными поверхностями. Размеры кристаллов 2 О составляли 15 х 15 х 2 мм . Для эталон-Эных образцов СаЛя и 8 строили зависимости амплитуды д нга ульсов ЭМИот плотности мощности лазерного излучения % , которые представлены на 25 фиг,2 - кривые 9 и 1 О соответственно.По построенной зависимости амплитуды сигнала ЭМИ от плотности мощности, А = Г(11), определяли величину плотности мощности не более 30 от разрушающего предела (так, например как йоказано на фиг.2, гдеИ5,8 х 10 Вт/м - разрушающий9 2предел для СаАя, тогда значение 30 .от этой. величины будет составлять аколо 1,9 х 10 ю Вт/м, а для Б этасоответственно будет 6,2 х 10 и2 1 х 10 Вт(м ) и при этой платнас"ти мощности облучали исследуемые абразцы. Затем сравнивали амплитудусигнала ЭМИ исследуемого образца самплитудой сигнала ЭМИ для контрольного образца при той же глотностимощности лазерного излучения. Изсравнения этих амплитуд ЭМИ определяли прочности исследуемого образцаотносительно контрольного материала.125010 б ставитель Л,Смирновхред П.Сердюкова . КорректорА. Обруч Редактор Т.Юрчико аказ 2434 о редприяти роиз ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и113035, Москва, Ж, Раушс ственно"полиграфическо Подпмитета СССРткрытийя наб, д.4 г.ужгород, ул,Проектная,4