Способ получения мессбауэровского дифракционного спектра

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 С 01 Н 24/00 ркисов аблюдениетропии вферромагметодом ып. 11,ерференциято ядерной иныР" ся э учей на гевып.3, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Лабушкин В.Г. и др. Ннаведенной магнитной анизоповерхностном слое слабыхцтнитных кристаллов РеВО змессбауэровской сцектроскоПисьма в ЖЭТФ, 1981, т.34с.568-572.Степанов Е,П, и др. Инядерных переходов при чисдифракции 14,4 кэВ гамма-лматите, - ЖЭТФ, 1974, т.6с.1150-1154,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕССБАУЭРОВГО ДИФРАКЦИОННОГО СПЕКТРА(57) Изобретение относится к дифракционной мессбауэровской спектроскопии и мокет быть использовано дляизучения тонких поверхностных слоевкристаллов, Целью изобретения является повышение разрешающей способнос"ти способа при исследовании свойствтонких поверхностных слоев. В способе облучают резонансными фотонамистратифицированный по толщине кристалл, т.е. кристалл, имеющий различные свойства по глубине, которые могут быть созданы искусственным путем,например путемналозения магнитного поля,с возможностью регулировки толщповерхностного слоя с отличающимисвойствами. Кристалл установлен вмаксимальное брэгговское отражениетак, что сечение резонансного погло"щения в объеме принимает минимальноезначение. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к дифракционной мессбауэровской спектроскопии и может быть использовано дляизучения тонких поверхностных слоевкристаллов.Цель изобретения - повышение разрешающей способности способа при исследовании свойств тонких поверхностных слоев,10На фиг,1 показана схема осуществления способа, когда магнитное полеориентировано перпендикулярно.к плоскости рассеяния гамма-квантов; нафиг.2 - схема осуществления способа,когда магнитное поле ориентированопараллельно плоскости поверхности исследуемого слоя и.плоскости рассеяния гамма-квантов, где магниты 1 создают поле в образце 2, на фиг.З и 4 - 20фрагменты дифракционных спектров(крайние левые пики), полученные при двух различных направлениях магнитного поля, соответствующих схемам осуществления способа по фиг.1 и 2. 25П р и м е рСхема осуществления способа - традиционная для мессбауэровского однокристального дифрактометра: сколлимированный пучок резоо нансных фотонов (расходимостью ж 0,5 ) ЗО от движущегося мессбауэровского источника Со(Сг) активностью : 10 Бк, закрепленного на штоке электродинамического вибратора из комплекта отечественного мессбауэровского спектрометра ЯГРСМ, под углом Брэгга падал на исследуемый монокристалл - образец 2, установленный на гониометре, дифрагировавший пучок гамма- квантов регистрировался полупроводни О ковым Б 1(1.)-блоком детектирования, после чего с помощью ЯГРСМ проводился энергетический анализ дифрагировавшегося пучка, т.е. регистрировался мессбаузровский дифракционный спектр.Исследуемым кристаллом был слабый ферромагнетик, т.е. антиферромагиетик со слегка неколлинеарной магнитной структурой, типа легкая плос 13кость", а именно - РеВО 1, Кристалл представлял собой тонкую, почти прямоугольную пластинку с размерами в плоскости 2 7 мм и толщиной "70 мкм. На поверхность выходила базисная плоскость (111), являющаяся для этого кристалла "легкой", те. в этой плоскости находятся и могут при воздействии небольших магнитных полей вращаться магнитные моменты ионов железа. Обогащение кристалла по мессбауэровскому иэотопуРе составляло около 90 .Измерялся спектр чисто ядерного магнитного отражения, угол Брэгга для излученияСо (Е=14,4 кэВ) раовен 6 = 5,12 , Ось магнитной аниэотропии, наведенной механическим напряжением (путем приклеивания и небольшого растягивающего усилия до Р = 0,5 Н) была направлена на одной поверхности вдоль наибольшего линейного размера кристалла, а на второй - перпендикулярно ему. В соответствии с ориентациями. этих осей в кристалле возникали при магнитном отношении два параллельных слоя, различающихся направлением намагниченностей подрешеток, т.е. направлением анти- ферромагнитной оси (АФО).На фиг,З и 4 в одном масштабе даны фрагменты энергетических дифракционных спектров (показан только крайний левый пик), полученных при двух различных направлениях внешнего магнитного поля. На чертежах приняты следующие обозначения: 1 - интенсивность отражения; Е 1, - энергия гамма- квантов; д - ширина дифракционного пика на его полувысоте; Г - естест" венная ширина мессбауэровской линииРе; И и Б - полюса постоянного магнита; .РеВО - исследуемый образец; К и К - волновые векторы падающего и дифрагировавшего пучков, задающие плоскость рассеяния гамма-квантов (КК).Напряженность внешнего магнитного поля Н = 500 Э задавала толщину более тонкого слоя порядка 0,5 мкм.,Спектр на фиг.З относится к случаю, когда направление АФО во всем кристалле параллельно прямой пересечения плоскостей (111) и (КК ). В этом случае 6 р максимально как в объеме, так и на поверхности и спектр формируется различными по толщине слоями кристалла.Спектр на фиг.4 получен в другой ситуации: АФО в объеме с помощью внешнего поля сориентирована перпене дикулярно плоскости рассеяния (КК ) в то время, как ориентация АФО на поверхности осталась прежней, В этом случае 4в объеме практически равна нулю, т.е, объем не дает вклада в дифракцию, ав поверхност 1444657ном слое сО, 5 мкм сохраняет своемаксимальное значение, Таким образомдифракционный спектр формируетсятолько в этом слое. Толщину слоя можно менять от слоя0,0 мкм до не 5обходимой толщины,Спектр от поверхностного слоясильно деформирован относительнообЫчного спектра: ширина пика уменьшилась более, чем вдвое,Предлагаемый способ может бытьиспользован в научных исследованияхмагнитных и электрических свойств поверхности кристаллов. В частности, 15в области магнетизма исследованиесвойств поверхностных кристаллических слоев (тонких пленок) с толщинами0,5 мкм представляет интерес всвязи со спецификой доменной структуры таких слоев, Примером возможного использОвания тонких магнитоупорядоченных слоев являются запоминающие устройства на основе цилиндрических доменов. 25Формула изобретения1. Способ получения мессбауэровского дифракционного спектра, эаключа ющийся в облучении резонансными фотонами под брэгговским углом кристалла, содержащего мессбауэровские ядра со сверхтонким расщеплением энергетических уровней, и регистрации мессбаэуровского спектра дифрагировавшего пучка фотонов, о т л и ч а ющ и й с я тем,"что, с целью повышения разрешающей способности способа при исследовании свойств тонких поверхностных слоев, облучают резонансными фотонами кристалл с заданной толщиной, стратифицированный по толщине, в котором созданы отличия магнитных или электрических свойств поверхностного слоя от свойств его объема, и ориентированный так, чтобы сечение взаимодействия резонансных фотонов с мессбауэровскими ядрами в объеме кристалла было минимальным,2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что облучают фотона" ми помещенный во внешнее переменное магнитное поле магнитоуцорядоченный кристалл с искусственно созданной доменной структурой, состоящей из двух параллельных слоев с различающимися направлениями намагниченности, ориентированный так, что направление намагниченности подрешетки в его объе" ме перпендикулярно плоскости рассеяния фотонов.1444657 ффНй ЮГ Фиа 3 мчи6 ннн РО -дУ/ а ам,еффффрффф ееф) фффее ефеффСоставитель В.филипповТехред М.Дидык Корректор В.Бутяга Редактор А.Огар Заказ 6499/42 Тираж 847 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРфе фефф феефффе фф фффффе е