Способ исследования структурного совершенства пьезоэлектрических монокристаллов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(б ) Дополнительное к авт. свид-ву(51)И. Кл,(22)Заявлено 08,10.80 (2 ) 2989163/18-25 С 01 И 23/205 с присоединением заявки М 9 Вудщстишый внтт СССР . аф аааанзебртейетуытй(72) Авторы изобретения Ордена Трудового Красного Знамени ереванский государственный университет(54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРНОГОСОВЕРШЕНСТВА ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХИОНОКРИСТАЛЛОВИзобретение относится к рентгенографическим методам исследования структурного совершества монокристаллов и может использоваться для прямого наблюдения дефектов структуры.Известны различные методы исследования структурного совершенства моно- кристаллов с помощью дифрагированного рентгеновского излуцения, в том числе регтгенотопографические методы, к которым относятся следующие методы: Шульца, качающегося кристалла, Ланга, Бормана, Берга-Баррета, Вейсмана 1.Известен также способ топографического исследования структурного совершенства тонких монокристаллов большой площади, заключающийся в том, что исследуемый монокристалл помещают в специальный держатель, обеспечивающий возможность сферического изгиба монокристалла, направляют на этот монокристалл пучок рентгеновско" го излучения и регистрируют дифракционные картины от монокристалла при различных степенях изгиба, по которым судят о совершенстве монокристалла Г 21.Недостатком этого способа является необходимость изгиба монокристалла, что не всегда желательно и возможно. Кроме того, изгиб монокристалла требует использования специально- го оборудования и строгого соблюдения условий изгиба во избежание повреждения исследуемого монокристалла. Известно, что при дифракции рентгеновского излучения на пьезоэлектрических монокристаллах наблюдается эффект увеличения интенсивности дифра". гированного рентгеновского излучения при помещении монокристаллов между обкладками конденсатора, на которые подают постоянное электрическое напряжение. Этот эффект используется для повышения светосилы фокусирующихспектрометров 3 1Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ исследования структурного совершенства монокристаллов,заключающийся в том, что получаютрентгеновскую топограмму исследуемогомонокристалла методом Ланга, по которой судят о его структурном совершенстве 14"1.Однако известный метод характеризуется недостаточной чувствитель- Оностью при получении изобретения дефектов, имеющих слабое поле напряжений.Цель изобретения - повышение чувствительности при исследовании пьезо,электрических монокристаллов с косымсрезом,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу исследования структурного совершенства пьезоэлектрических монокристаллов с косым срезом, заключающемуся в том, что потлучают рентгеновскую топограмму исследуемого монокристалла методом Ланга, по которой судят о его структурном совершенстве, рентгеновскую топограмму получают в условиях воздействия на исследуемый монокристалл постоянного электростатического поля.На чертеже показана схема получения рентгеновской топограммы методомЛанга..Рентгеновский пучок 1, прошедшийчерез коллимирующие щели 2, падает35под брегговским углом на исследуемый пьезоэлектрический монокристалл3 с косым срезом, помещенный междупрозрачными для рентгеновского излу 40чения обкладками конденсатора 4, накоторые подается постоянное напряжение от источника (не показан), Прошедший через коллимационную щель 5,задерживающую также первичный пучок1, дифрагированный пучок 6 рентгенов 45ского излучения попадает на рентгеновскую пленку 7 Монокристалл 3 ипленка 7 во время съемки топограммысовершают возвратно-поступательноедвижение относительно рентгеновскогопучка 1, в результате чего на фотопленке образуется скрытое изображение дифрагированного различными участками монокристалла 1 рентгеновского излучения, которое после проявления несет визуальную информацию одефектах кристаллической структурымонокрнсталла 1,П р и м е р, Получены рентгенотопографические снимки от кристалловкварца со срезом типа АТ по схеме,показанной на чертеже. Эти снимки показывают, что изображения некоторыхдефектов на рентгенотопографическихкартинах получаются только в томслучае, когда при рентгенографировании на исследуемый монокристаллкварца накладывается электростатическое поле порядка 60 кВ/см. Теоретические оценки и экспериментальные исследования позволяют сделать следующие заключения: налагаемое электростатическое поле не создает новыедефекты (дислокации), а лишь усиливает поля напряжений, в силу чегоранее невидимые изображения становятся видимыми; поля напряжений дефектовпод влиянием электростатического поляусиливаются только в том случае, если оно создает в монокристалле неоднородную пьезодеформацию, которая,как известно, при наложении электростатического поля, появляется тольков монокристаллах с косыми срезами.Степень неоднородности пьезодеформации достигает своего наибольшегозначения при косых срезах АТ, ВТ, СТ,ЕТ и т.д. Так, например, в образцахРТ среза поле создает пьезодеформации как сжатия (растяжения), так исдвига, т.е. образуется неоднородноеполе деформации, которое усиливаетконтраст рентгеновских изображенийи даже невидимые изображения становятся видимыми,Предлагаемый способ обеспечиваетсущественное повышение чувствительности с точки зрения выявления структурных дефектов в пьезоэлектрических монокристаллах. Формула изобретенияСпособ исследования структурного совершенства пьезоэлектрических моно- кристаллов с косым срезом, заключающийся в том, что получают рентгеновскую топограмму исследуемого монокристалла методом Ланга, по которой судят о его структурном совершенстве, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности, рентгеновскую топограмму получают в условиях воздействия на исследуемый монокристалл постоянного электростатического поля.Заказ 4296/42 Тираж 887 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Русаков А.А. Рентгенография металлов. И., Атомиздат, 1977, с.262, % 273-282. 63. Лапин Е.Г. и др. Эффект пьеэо"квазимоэаичности при диффракции рентгеновского излучения. Л., ЛИЯФ им.Б,П.Константинова АН СССР. й 250,июль 1976 г., с. 4-5, 15-23,4. Концевой Ю.А Кудин В.Д. Методы контроля технологии производстваполупроводниковых приборов. М., "Энергия", 1973, с. 114-116 (прототип).