Способ контроля структурного совершенства монокристаллов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 14975 20 51 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ(71) Научно-исядерной фиическом ин юл. В 28едовательский инстки при Томском политуте им. С.М. Китуттехн чен кристаллов,На фиг. 1 вления предла фиг.2 - крива параметрическ излучения (П У (см.фиг.1); ная кривая, и руемогообразЭксперимен волили устано а осущестба; на а схе ок гаемог елен кого я углового рас ого кваэичеренкКИ) от эталона в на фиг.3 - а ль о налогич онтроли лученная оа,ПКИ п о изученч строгую зови и ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ рова(56) Авторское свидетельство СССР У 1255906, кл. С 01 В 23/20, 1979.Михайлов И.Ф. и др. Методика изучения структурного совершенства монокристаллов путем анализа уширения рентген-дифракционных кривых. Заводская лаборатория, 1980, т. 46, У 1, с. 27-31.(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СТРУКТУРНОГО СОВЕРШЕНСТВА МОНОКРИСТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к рентгендифракционным методам контроля структурного совершенства монокрисИзобретение относится к рентгендифракционным методам контроля стру турного совершенства монокристаллов и может быть использовано для контроля при производстве монокристапли ческих материалов, приборов на.их основе, а также монокристаллов, используемых в ядерно-физических экспериментах по изучению взаимодействия излучения с кристаллами.Целью изобретения является повышение экспрессности способа и увели лов и может быть использовано для контроля при производстве монокрис-,1 таллических образцов, приборов на их основе, а также монокристаллов, используемых в ядерно-физических экспериментах по изучению взаимодействия излучения с кристаллами, Целью изобретения является повышение экспрессности способа и увеличение глу,бины исследуемых областей кристаллов. Для этого на исследуемый и эталонный образцы направляют пучок релятивистских заряженных частиц под углом Брэгга 9 к системе кристаллографиБческих плоскостей. Для получения жесткого рентгеновского излучения угол 8 выбирается достаточно малым. Регистрируют угловое распределение дифрагированного излучения вблизи угла 2 6 в к оси пучка, Контроль осуществляют по относительному изменению глубины центрального минимума профиля углового распределения. 3 ил лубины исследуемых облас10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мость глубины центрального минимумаот степени структурного совершенства монокристалла. Это позволило решить обратную задачу - оперативноосуществлять отбор достаточно крупных монокристаллических мишеней поизмеренной глубине центрального минимума в профиле углового распределения ПКИ, т.е. налицо эффект недостижимый другими рентгендифракцианными методами и существенное отЛичиЕ предлагаемого способа от известных.Угловые размеры центрального минимума меньше размеров всего профиля углового распределения ПКИ, чтопозволяет добиться достаточно высокой чувствительности и точности спо -соба, а измерение глубины центральНого минимума проще определения интегральной ширины профиля, как впрототипе, Так же замечено, что угловая ширина центрального минимума несколько уменьшается с уменьшениембрэгговского угла отражения.Чувствительность и точность способа будут определяться угловой шириной центрального минимума, статистическими ошибками измерений, разрешением детектора, а также методическими погрешностями (угловой расходимостью пучка заряженных частиц,многократным рассеянием и др.). Дляисключения методических ошибок исследуется профиль углового распределения от эталонного кристалла, который считается совершенным, имеет такие же размеры и располагается нэксперименте в той же геометрии, чтои исследуемый.ПКИ образуется по всей толщинекристалла, на пути пролета черезнего заряженной частицы, а поскольку поперечные размеры пучка заряженных частиц могут быть значительныхразмеров при малой угловой расходимости, то размеры области образца, вкоторой образуется дифрагированноеизлучение значительно больше, чемв традиционных рентгендифракционныхметодах и могут достигать размероввсего кристалла.Способ осуществляют следующимобразом,Исследуемый кристалл 1 устананлив ают в положение дифракции по Лауэ,причем ориентация кристаллографическнх плоскостей кристалла относительно направления падающего пучка, определяется выбранной для эксперни йсимента частотой ПКИ Я =с ЬИ зиВБгде й (Ь 11) - межплоскостное расстояние;п - порядок дифракции;6 - угол Брэгга,Пучок заряженных частиц, напримерэлектронон 2, направляют на кристалли регистрируют профиль углового распределения дифрагированного излучения координатно-чувствительным детектором 3 вблизи угла 26 к оси пучка.Измеряют величину центрального минимума. Затем вместо исследуемого уста -навливают эталонный образец и повторяют эксперимент в тех же условиях.По изменению глубины центрального минимума судят о степени совершенстваконтролируемого образца.П р и м е р. Пучок электронов сэнергий Е, = 900 МэВ и угловой расходимостью Ьу = 0,1 мрад от синхротрона направляют на исследуемый кристаллБ так, что плоскости (110) распола 1огаются под углом 9 = 2,5 к направле.нию движения частиц, Образующиесякванты ПКИ вылетают под углом 29к оси пучка и попадают на многопроволочную камеру с пространственным разрешением 100 мкм, установленную нарасстоянии 1 м. Измеряют профиль углового распределения излучения. За-.тем в пучок электронов устанавливают эталонный кристалл и повторяютэксперимент, По относительному изменению глубины центрального минимумаосуществляют контроль,Формула изобретенияСпособ контроля структурного совершенства монокристаллов, заключающийся в том, что на исследуемый и эталонный образцы под углом дифракции к кристаллографическим плоскостям направляют пучок излучения, регистрируют кривые углового распределения дифрагированного излучения и, сравнивая полученные кривые определяют степень структурного. совершенства исследуемого монокристалла, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экспрессности способа и увеличения глубины исследуемых областей, на исследуемый и эталонный образцы направляют пучокультрарелятивистских заряженныхчастиц нод малмм углом к кристаплографическим плоскостям, регистрируют кривую углового распределения 1497533 6квазичеренковского излучения и степень структурного совершенства определяют по глубине центрального минимума на кривой распределения.1497533 т-ЮЮ З 1 О Ю Вц,мРаФиаСоставитель Т. ВладимироваСереда Техред Л.Олийнык Корректор Л. ПатайедактЗаказ 4437/45 Тираж 789 Подписное ВНИЙПЙ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5иэводственно-издательский комбинат "Натент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 1 О