Способ определения мозаичности монокристаллов

(50 4 б 01 М 23 20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИИЕТЕПЬС(71) Ленинградский институт ядерной физики им. Б. П, Константинова АН СССР (72) В. Л. Алексеев, А. И. Курбаков и В. А, Трунов(56) А. К. 1.апд. Ре 1 ес 1 ч 1 зца 11 забоп: 1 пд 1- ч 1 дца де 1 ес 1 в. СЬагас 1 ег 1 кат 1 оп о 1 сгув(а 1 дгоий де 1 ес 1 в Ьу Х-гау тейодз. Х - У, Р 1 епцгп Ргезв, 1980, р. 161 - 185.1.1. Воцзе. Мевзцпдеп дег апогпа 1 еп дцгсЬ 1 азв 1 д 1 се 11 цпд дег Кейех 1 оп чоп Коп 1 депз(гаЬ 1 цпд ап дц 1 еп беггпап 1 цгп-Е 1 п 1 г 1 з(а 11 еп 1 п Вгадда 11 дег 1 п 1 ег 1 егепг чегое 1 сЬ пт 1 т дег дупагп 1 зсЬеп ТЬеопе дег Коп(деп 1 п 1 егегепкеп 2 е 11 зсйг 1 п 1 цг РЬузй, 1961, В. 161, 8. 310 - 329.Алексеев В. Л. Дифракция на изогнутом кристалле. Препринт ФТИ, 1968, с. 13. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОЗАИЧНОСТИ МОНОКРИСТАЛЛОВ(57) Изобретение относится к физике твердого тела и кристаллооптике, а именно к способам определения мозаичности монокристаллов. Цель - создание способа, посред ством которого можно отбирать монокристаллические образцы большого обьсма с мозаичностью в секундном и субсекундном диапазонах и выявлять скрытую крупноблочную структуру. Исследуемый образец устанавливается в геометрии Лауэ и облучается коллимированным пучком у-излучения с длиной волны 1=0,0301 А. Измеряется интегральная интенсивность отражения кривой качания и интенсивность прямого пучка, прошедшего через образец в отсутствии дифракции, по отношению которых определяется экспериментальный интегральный коэффициент отражения. Из зависимости э, интегрального коэффициента отражения от мозаичности для найденного значения экспериментального интегрального коэффициента отражения определяется мозаичность в дан Ъ. ном сечении кристалла. 6 ил.1413492метрии Лауэ и облучается коллимированным пучком 7-излучения. Измеряется интегральная интенсивность отражения кривой качания и интенсивность прямого пучка, прошедшего через образец в отсутствии дифракции. Нормировкой интегральной интенсивности на интенсивность прямого пучка получают экспериментальный интегральный коэффициент отражения (Я;, ) в абсолютной шкале, поскольку эффект аномальной дисперсии при используемой длине волны от; сутствует. Из зависимости интегрального коэффициента отражения Я, от мозаичности ю для найденного значения Я; определяется мозаичность вэфф в данном сечении кристалла пучком у-излучения.При этомЩэфф= ) ность;вой качани себя истинну риборное разр ая мозаичирина криающая вчность и пЮэприб,я зависимта отражесобности Ярных вели- истинн - полушвключ мозаи шениеУниверсальна ного коэффициен ражательной спо талла в безразме где ьэфф виэмнтеграль)и от отого крисмеет вид: ость ия (люинах К) т=хрХ хр па 1 й) фО,2) сти кристалла ого кристалла); соб ность крисизогну я неизогну ельная сп где а - параметрто(а=0 дл тЙ - отражат оталла,5Й =20/ю (3)К =г 3, Р, дь.е 1/ч. (4)где гю - классический радиус а;Ри - структурный фактор для я(И 1);ди - межплоскостное рас0 1 - размер образцапучка;ю - объем элементарной ячейки;О - угол Брэгга,Пример, Исследовали две пластины природного кварца оптического класса. Сканирующий у-пучок имел сечение 01 Х 20 мми был почти параллелен отражающим плоскостям (Ои:0,3), которые совпадали с боковой гранью пластины. Штриховыми линиями на фиг, 1 и 2 нанесены расчетныезначения интегрального коэффициента отражения (Й) в модели идеального кристалла с усреднением малых динамическихосцилляций Яот толщины образца. Этувеличину рассчитывали по формулегд,Рьы5 2 МпЕГ(,5) электрон отражени стояние;в направлении Изобретение относится к физике твердого тела и кристаллооптике, в частности к исследованию структурных искажений в высокосовершенных монокристаллах большого объема.Целью изобретения является создание способа, посредством которого можно отбирать монокристаллические образцы большого объема с мозаичностью в секундном и субсекундном диапазонах и выявлять скрытую крупноблочную структуру, 10На фиг. 1 приведена зависимость интегрального коэффициента отражения от места прохождения у-пучка через образец для рефлекса (101) на пластине кварца1, размерами ЗОХ 50 Х 8 мм, боковая грань которой размерами 8 КЗО мм совпадает с плоскостью (101), штриховой линией нанесено значение интегрального коэффициента отражения для модели идеального кристалла (Йпр,); (Я, - экспериментальное значение интегрального коэффициента отражения, 20 х - координата сканирования расстояния по кристаллу в направлении, перпендикулярном направлению падения у-пучка; на фиг. 2 - зависимость интегрального коэффициента отражения К, от места прохождения р-пучка через образец для рефлекса 25 (110) на пластине кварца2, размерами ЗОХ 50 К 8 мм", боковая грань которой размерами 8 ХЗО мм совпадает с плоскостью (110); на фиг. 3 - универсальная зависимость интегрального коэффициента отражения (И;) , от отражательной способности кристалла Й,; на фиг. 4 - расчетные зависимости интегрального коэффициента отражения Я; от мозаичности ю 2 для кристаллов1 (кривая 1) и2 (кривая 2); на фиг. 5 - расчетные значения мозаичности в объеме кристалла1, полученные на основе экспериментальных результатов, приведенных на фиг. 1; на фиг. 6 - расчетные значения мозаичности кристалла2, полученные на основе экспериментальных результатов, приведенных на фиг. 2. 4Предлагаемый способ дает возможность уменьшить величину дарвиновской ширины кривой качания на два порядка по сравнению с методами двухкристальной рентгеновской дифрактометрии, что позволяет перейти в субсекундный диапазон измерения 4 мозаичности монокристаллов. Одновременно с этим благодаря высокой проникающей способности выбранного р-излучения можно исследовать объем образцов большого размера. 5Способ осуществляют следующим образом.Золотая пластинка (197 Ап) активируется нейтронами до активности -200 Си и устанавливается на у-дифрактометр.С помощью электронной системы дис криминации выделяется спектральная линия с длиной волны 1=0,0301 А от 198 Ац. Исследуемый образец устанавливается в геоИз фиг. 1 и 2 видно, что Я;эи,для кри лла1 значительно изменяется от точк1413492 Фо р,ч ул а изобретения 4 Пе епад между максимальными6 аз и минимальными значениями равен 8, раз,ниг е не достигает причем величина Рэксо ни дзначения д.Я . На кристалле2 выделенными с точс точки зрения интегрального коэффициентац отражения оказались приповерхностные области у края кристалла, а в основномом объеме кристалла значени Я;э . к Я, При всех измерениях ширины кривь хых качания составляли: 9 угл., Р к , рив. с (и ибо ноеНа угловое разрешение у-дифрактометра) .основании приведенных экспериментальных" Я рассцитаны велицины мозаицзначении сэксп ро и 2.ности вэфф кристаллов1 иРасчет проводили следуюшим образом. Для ряда значении в в диапазон8 угл. с рассчитывали величину ., ииз вы ажения (3). Далее по зависимости (й;)от Я, (формула (2) и фиг. 3) находили соответствуюшие значения (К) По формуле Я;= ) в/2 находили значение Я; для каждого используемого а и строили расчетвисимость интегрального коэффициента отражения Я; от мозаичности ю (фиг, )На фиг. 4 приведены зависимости В от ы для кристаллов оов1 и2. Приравнивая экспериментальные интегральные коэффициенты отражения Я;э расасчетным значениям (К=Я;эк,), по графикам на фиг. 4 определяли величины мозаичности кристалобразца. Результаты представлены на фиг.На основании проведенных экспериментов можно сделать однозначный выбор по качеству монокристаллов в пользу монокристаллов о2. Полученная мозаичность дляа 01 гл. с, этого кристалла не превышала, угл. с, не принимая во внимание краевой эффект. Это близко к величине мозаичности дляу л. с . На пе вом кристалле наблюдался значительный разброс значений мозаичности (от 2,2 до 0,1 уг,п. с) в разных областях образца. Данные, полученные на дифрактометре, хорошо исследований. На кристалле2 при засветке центральной области получена четкая ка тина маятниковых полос. а к)истапле1 эта картина хотя и наблюдалас,ь ноноказалась размытои. Способ определения мозаичности монокристаллов поо дифракции электромагнитного излучения на испытуемом образце в геометрии Лауэ и регистрации кривой качания, отличающийся тем, что, с г елью осмществления возможности отбора монокрис таллических образцов большого объемас мозаичностью в секундном и су осекчндном диапазонах и выявления скрытой крупно- электромагнитное излучение гамма-диапазона с длиной волны 0,0301 А от активировани источника 198 Ац, измеряютного неитронамиинтегральную интенсивность кривой качания и интенсивность прямого пучка в отсутствии дифракции, по отношению которых определяют интегральный коэффициент отражения, 30 строят расчетную зависимость интегрального коэффициента отражения от мозаичности; я и-следуемого кристалла и д.0,0301 А, по которой для значения экспср ментального интегрального коэ ициента отражения находят знацение мозаичности исследуемого кристалла.1413492Фиг,6Составитель О. Алешко-Ожевский Редактор Е. Копча Техред И. Верес Корректор В. Бчтяга Заказ 3775/45 Тираж 84 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4