Способ определения однородности изгиба по высоте монокристаллических пластин

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз . Соватскмк

Соцквямс f кмвскмк

Рвсяубямк

<и>935758 (61) Дополнительное к ввт. свнд-ву(22) Заявлено 21 10,80 {21) 29Ц5361/18" 25 с «рмсоелмненмем заявки М

1 (23) Приоритет .Ояублмковвмо 15.06.82. Бюллетень М22

Дата ояублмкованмя описания 15 . 06. 82 (5l)N. Кл.

G 0l М 23/20

ВиудврствснвыЯ «еквтвт ссер

N Аюльи 13вбрвтююк Я м еткрыткЯ (53) УДК 548.73 (088.8) {72) Авторы изобретения

11

1

;.1 1:.

П.А.Безирганян и А.А.Папоян н

Ереванский государственный университет (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОДНОРОДНОСТИ ИЗГИБА

ПО BblC0TE МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛАСТИН

Изобретение относится к рентгеноструктурным исследованиям монокристаллов.

Известен способ определения изгиба монокристаллов, заключающийся в том, что два параллельных монохроматических пучка рентгеновского излучения направляют на исследуемый монокристалл, производят поворот последнего, регистрируют дифрагированные иссле1О дуемым монокристаллом пучки и измеряют угол между положениями монокристалла, в которых имеют место дифракционные отражения рентгеновских пу sков, причем по величине этого угла

lS определяют изгиб исследуемого крис талла P ).

Однако известный способ не позволяет произвести определение однородности изгиба по высоте исследуемого монокристалла за один цикл измерений.

Наиболее близким к предлагаемому . является способ определения однородности изгиба по высоте монокристаллических пластин, заключающийся в том, что на исследуемый монокристалл под углом Вульфа-Брегга направляют ленточный пучок регтгеновского излучения, регистрируют дифрагированное по Лауэ излучение, прошедшее через перемещаемую по высоте дифрагированного пучка щель, причем в каждом положении щели путем поворота исследуемого монокристалла восстанавливают юстировку кристалла с точки зрения выполнения условий дифракции и по совокупности полученных углов поворота определяют однородность изгиба по высоте исследуемого MQHQKpNcTBll ла 21. едостатком известного способа является относительная сложность его реализации, связанная с необходимостью осуществления прецизионных поворотов и измерений углов поворота исследуемого монокристалла.

Цель изобретения - упрощение средств реализации способа.

"ку> т )"о (9 gg)) qP "C IYIRP„ ) j

-4 Со В о

3 935758

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, заключающемуся в том, что на исследуемый монокристалл под углом Вульфа-Брегга направляют ленточный пучок рентгеновского излучения и регистрируют дифрагированное излучение, последнее регистрируют в виде секционной топограммы, а об однородности изгиба судят по форме и расположению маятниковых полос в сек- 16 ционной топограмме.

На чертеже показана рентгено-оптическая схема реализации способа.

Рентгеновское излучение от фокуса

1 источника проходит через щель 2 ши- 4 риной 25 мкм и падает под углом Вульфа-Брегга на образец 3. Дифрагирован" ный по Лауэ пучок падает на фотоплас" тинку 4.

Образец помещен на специальное уст- ройство, при помощи которого он под")вергается механическому четырехточеч» ному изгибу так, что его нижнее основание начинает изгибаться раньше верхнего,в результате чего имеет 25 место неоднородный изгиб образца по высоте.

Известно, что в области однородной деформации плоскопараллельной монокристаллической пластины вместо ха- З0 рактерных маятниковых полос (МП),па" раллельных краям секционной топограммы, возникают V-образные МП, основаниями обращенные к линии, на которой градиент деформации и эффективная толщина монокристалла принимают мак; симальное значение.

4 на формирование дифракционной картины этот объект не влияет.

Таким образом, обнаруживая V-o6разные МП на секционной топограмме от плоскопараллельной пластины, можно заключить, что она изогнута неоднородно в вертикальном направлении, причем в направлении вершин Ч-образных МП радиус изгиба меньше. По плотности этих полос можно судить о степени однородности изгиба образцачем больше таких полос, тем больше отличаются радиусы изгибов точек, расположенных в вертикальном направлении.

Помимо качественных оценок можно точно рассчитать разность радиусов между любыми точками в вертикальном направлении и таким образом оценить степень однородности изгиба в этом направлении. Действительно,.если порядки интерференционных полос двух произвольных точек равны соответственно и )< и и<, то согласно формуле где и - порядок центральной МП, определяемый по формуле п ) =

С2)

Ао где t — - толщина образца, а

Вследствие слабой деформации сначала неоднородному изгибу подвергает40 ся область нижнего основания пластины, и V-образные МП появляются только в этой области. При дальнейшем увеличении изгиба по высоте образца увеличивается как степень неоднородности, по высоте образца, так и область неод45 нородной деформации, из-за чего происходит уменьшение периода возникших

V-образных МП при одновременном увеличении их числа и распространением вдоль всей секционной топограммы, V-образные МП, соответствующие неизогнутому состоянию монокристалла, обусловлены уменьшением толщины краев образца в результате его механической и химической обработки. Поэтому при исследовании влияния изгиба на

МП нужно рассматривать только центральную часть секционной топограммы, где

Отсюда можно определить Р и Р— параметры деформации в этих точках, имея в виду, что в (3) С - поляризационный фактор, равный 1 или cos Z В для (» и Ic — поляризации соответственно. 8 — точный угол Брегга; Х и фурье коэффициент диэлектрической проницаемости h порядка; Х- длина рентгеновской волны. Так как в случае механического изгиба этот параметр можно представить в виде P = — — — . (1 + (1+7)с:118) (4)

К(Е)= С XÄ ÄR„® где (- угол между отражающими плоскостями и нормалью большой поверхности образца; Ф вЂ” коэффициент Пуассона, то можно определить Rk u R E — радиусы изгиба образца в выбранных точках, а следовательно, и изменение раСоставитель К.Кононов

Редактор M.Ïåòðîâà Техред А. Бабинец Корректор М.Демчик

Заказ 4196/42 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб.,д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 9357 диуса изгиба образца pR = R — R на расстоянии bh, разделяющей эти точки, что позволяет при помощи параметра К = hR/gh оценить степень однородности изгиба, по высоте образца. s

Пример. На топограмме определяют радиусы изгиба у точек, для которых интерференционные порядки МП соответственно равны и = и о +1; и„= по + 2. Так как в эксперименте 1В йд согласно (2) равен 24, то п„=25, а и„ * 26. Имея в виду также, что в формуле (4) 8 = 24; 0 = Я,63; X =

2,04 х 10 ; 4 0,25; t = 820 мкм, а вместо С взято его среднее значе- 1$ ние С = (1 + cos28)/2, равное 0,966, определяют радиусы изгиба у этих точек: R< 11,8 м, Rll = 8,1 м, которое хорошо совпадают с результатами, полученными известным способом зф (2). Учитывая, что расстояние между исследуемыми точками на поверхности кристалла равно hh = 2 мм, для параметра К получают значение К = ЬК/дЬ=

l,85 м/мм. 2$

Применение предложенного способа позволяет исключить аппаратуру для тонкого переноса и поворота образца и системы щелей вместе с характерными ошибками, связанными с ними. Все зв это существенно упрощает методику определения степени однородности из58 6 гиба по высоте образца и обеспечива" ет высокую степень точности измерений, так как МП весьма чувствитель" ны к слабым деформациям.

Формула изобретения

Способ определения однородности изгиба по высоте монокристаллических пластин, заключающийся в том, что на исследуемый монокристалл под углом

Вульфа-Брегга направляют ленточный пучок рентгеновского излучения и регистрируют дифрагированное по Лауэ излучение, отличающийся тем, что, с целью упрощения средств реализации, дифрагированное излучение регистрируют в виде секционной топограммы, а об однородности изгиба судят по форме и расположению маятниковых полос в секционной топо-; грамме.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 391452, кл. G 01 N 23/20, 1971;

2. Кушнир В.И., Суворов 3.8., Мухин К.O. К вопросу о лауэвской дифракции рентгеновских лучей однородно-изогнутым кристаллом. ФТТ, 22, к 7, с. 2135-2143, июль 1980 (прототип).