Способ определения дифракционного поляризационного отношения

Способ определения дифракционного поляризационного отношения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится.к коротковолновой дифрактометрии (рентгенографии, мессбауэрографии) и может быть использовано для неразрушающего контроля степени совершенства кристаллов. Цель изобретения - упрощение определения дифракционного поляризационного отношения . Мессбауэровское излучение пропускают через резонансный фильтр-поляризатор , что позволяет проводить непосредственные измерения интегральной интенсивности отражения, не определяя кривую качания. Измерения я и а поляризованных компонент интегральной интенсивности отражения проводят, направляя внешнее магнитное поле параллельно и перпендикулярно плоскости рассеяния и двигая мессбауэровский источник с резонансной скоростью, соответствующей одному из ядерны переходов с разностью магнитных квантовых чисел, равной нулю. Затем, меняя скорость движения источника, добиваются нарушения условия ядерного резонанса и измеряют интегральную интенсивность при неполяризованном пучке падающего на кристалл излучения. 2 ил. Ё

СОЮЗ COBETCKVIX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК () 9) (! 1) (si)s G 01 N 24/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4655958/25 (22) 27.02.89 (46) 23.09.91. Бюл. N. 35 (71) Ереванский государственный универсис тет (72) Дян Чер (KP) и В. А, Саркисян (US) (53) 621.039.535(088.8) (56) Cole Н. et al.Х-Ray Polarizer. — J. Appl.

Phys., 1961, ч. 32,. N. 10, р, 1982, 1945.

Олехнович Н. М, и др. Измерение поляризационных характеристик рентгеновских дифрагированных пучков, Изв. АН БССР. Сер. физико-мат. наук, 1981, N2,,с,,64 — 67. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИФРАКЦИОННОГО ПОЛЯРИЗАЦИОННОГО ОТНОШЕНИЯ (57) Изобретение относится.к коротковолновой дифрактометрии (рентгенографии, мессбауэрографии) и может быть использовано для неразрушающего контроля степени совершенства кристаллов. Цель изобретения — упрощение определения

Изобретение относится к коротковолновой дифрактометрии (рентгенографии, мессбауэрографии) и может быть использовано для неразрушающего контроля степени совершенства кристаллов.

Целью изобретения является упрощение определения дифракционного поляризационного отношения.

На фиг. 1 предс-.авлено устройство, с помощью которого осуществляется способ; на фиг. 2 — зависимость дифракционного поияризационного отношения р oTN(I, измеренная мессбауэровским методом (Щ— плотность дислокации). дифракционного поляризационного отношения. Мессбауэровское излучение пропускают через резонансный фильтр-поляризатор, что позволяет проводить непосредственные измерения интегральной интенсивности отражения, не определяя кривую качания. Измерения л иа поляризованных компонент интегральной интенсивности отражения проводят, направляя внешнее магнитное поле параллельно и перпендикулярно плоскости рассеяния и двигая мессбауэровский источник с резонансной скоростью, соответствующей одному из ядерных переходов с разностью магнитных квантовых чисел, равной нулю. Затем, меняя скорость движения источника, добиваются нарушения условия ядерного резонанса и измеряют интегральную интенсивность при неполяризованном пучке падающего на кристалл излучения. 2 ил.

Устройство (фиг. 1) содержит источник

1, закрепленный на штоке вибратора 2, фильтр-поляризатор 3, исследуемый кристалл 4, детектор 5, Излучение от источника 1, закрепленного на штоке вибратора 2, проходит через фильтр-поляризатор 3 и падает на исследуемый кристалл 4. Отраженное от кристалла излучение регистрируется детектором 5, установленным под двойным брзгговским углом. Падающий на кристалл пучок имеет расходимость значительно большую, чем область отражения кристалла, поэтому измеряемая в эксперименте величина—

1.679321

45 интегральная интенсивность отражения, которую можно представить в виде

Il m(о) = — Кехр(— (t+ 2Ì ))

«(l«(yA +(((1 +р — y)) + lÄ (1 +р)) + (ф, (1) где К вЂ” интегральный коэффициент отражения кристалла; ,иэ и 1 — коэффициент электронного линейного поглощения и толщина поляризатора соответственно;

М вЂ” фактор Дебая-Веллера;

1р(1() — интенсивность участвующего в дифракции резонансного (нерезонансного) излучения; р — дифракционное поляризационное отношение;

1ф — интенсивность фона;

y= 1, если поляризатор пропускает6-поляризацию; у - р, если поляризатор поглощает а -поляризацию;

А — параметр, учитывающий поглощение, обусловленное крыльями соседних линий в спектре поглощения поляризатора;

Р- относительная интенсивность прошедшей через поляризатор сильно поглощаемой компоненты резонансного излучения. Интенсивность отражения вдали от резонанса можно записать в виде:

I = 2 КехРН иэТ+ 2М)Х1+ p Xlp+ I(() + 1ф.

1 ((2)

Связь между параметрами А и Р выражена через измеренные в обычной геометрии пропускания значения интенсивности 2 и находится следующим образом. Пусть в качестве источника используется Со в хроме, а поляризатор представляет собой достаточно толстую железную фольгу, установленную перпендикулярно пучку гаммаквантов и намагниченную до насыщения в своей плоскости с помощью внешнего магнитного поля в направлении, параллельном или перпендикулярном плоскости рассеяния. Если источник движется с резонансной для одного из ядерных переходов поляризатора скоростью, то прошедшее через нее излучение частично линейно поляризовано. Причем плоскость поляризации зтого излучения параллельна плоскости рассеяния (_#_-поляризация) или перпендикулярна ей (п -поляризация) в зависимости от направления намагниченности фольги и возбуждаемого ядерного перехода. Пусть для определенности скорость движения источника соответствует одному из переходов Л в = 0 (Ли) — разность магнитных квантовых чисел возбужденного и основного состояний ядра). Обозначим а часть поглощенного излучения, обусловленную ближайшей линией Л в - й1 (ее крылом). Поглощение, обусловленное ближащей внутренней линией, составляет

1/3 а. Тогда для а«!

А 1-4/3 а (3)

Интенсивность прошедшего через поляризатор излучения при трех различных значениях скорости движения источника, выбранных по обе стороны от крайней линии hm- +1 на расстоянии, равном расстоянию между ближайшими крайними линиями в спектре поглощения (1!" и 12"), и вдали от резонанса (Й) можно записать в виде

I = exp(-яэ )($I р (1 — «з l)+ «qIð p+I„" J» I ( 2. exр (Руй)(2Ip(! ) g I" Тв j fар j

1 =exp(- а t)(l T,"„) + I „(4) (где и —. индекс, обозначающий геометрию пропускания.

Отсюда связь между параметрами аир.

1-P=aF (5) где величина F определяется из измеренных значений интенсивности с помощью соотношения, 6 — I) —. >19

4 1

F— (6) 3

F — const для данной фольги и определяется однажды.

Из (1) и (2) с учетом (3) — (6) получают

3GF — 4

3 46 (Л

l со — 1д где G = где Iz, Ig — интегральные интенсивности отражения R и o поляризованных компонент;—

1оо — интегральная интенсивность отражения неполяризованного излучения вне резонанса.

П р и и е р. В качестве поляризатора используют прокатанную и отожженную фольгу из железа толщиной 20 мкм, обогащенную изотопом Fe до 95, помещенную в магнитное поле напряженностью

0,15 мТ. Источник- 7Со(Су) с активностью

0,83х10 Бк, диаметр активного пятна 4 мм.

Детектор Sl (LI) — полупроводниковый блок детектирования, имеющий разрешение

350 эВ по линии 14,4 138 и рабочую площадь 50 мм . Спектрометр ЯГРС-4М работает в режиме постоянных скоростей.

1679321

3GF — 4

Р =т=И

leo — I(y где G—

loo — 1д i

6 — 1) — 11

4 1

F—

Мессбауэровское излучение пропускают 50 через резонансный фильтр-поляризатор, направляют на кристалл. Измеряют интегральные интенсивности отражения х и о поляризованных компонент, при этом перемещают мессбауэровский источник с 55 резонансной скоростью, соответствующей одному иэ ядерных переходов с разностью магнитных квантовых чисел, равной нулю, затем изменяют скорость движения источника до нарушения условия ядерного резонанса, снимают магнитное поле с поляризатора, измеряют интегральную интенсивность отражения при неполяриэованном излучении вне резонанса.

На зависимости 1о от й1 (фиг, 2), изме- 5 ряют мессбауэровским методом, обращает внимание совпадение значения для кристалла, содержащего большое количество дефектов с расчетом по кинематической теории дифракции, C4 — угол Брэгга. Вместе 10 с тем р, измеренное для бездислокацион. ного кристалла, оказалось меньше рассчитанного по динамической теории. Это может быть связано с наличием в кристалле других дефектов (включений, кластеров, 15 вакансий и пр.). Значений р, превышающих динамический предел, в данном эксперименте не обнаружено, что может быть связано с большой глубиной экстинкции.

Таким образом, использование 20 уникальных поляриэационных свойств мессбауэровского излучения позволяет разработать простой метод измерения дифракционного поляриэационного отношения, характеризующего степень со- 25 вершенства структуры кристаллов..

Формула изобретения

Способ определения дифракционного поляризационного отношения, заключаю- З0 щийся в том, что монохроматическое корот коволновое излучение направляют на исследуемый кристалл и проводят измерения интегральных интенсивностей отражения е и о поля ризо ванн ых компонент, З5 отличающийся тем, что, с целью упрощения определения, мессбауэровское . излучение пропускают через резонансный фильтр-поляризатор из железной фольги, установленный перпендикулярно пучку излучения, направляют его на кристалл, накладывают магнитное поле на поляризатор, проводят измерения интегральных интенсивностей отражения K И <т поляризованных компонент 1д,!д при направлении магнитного поля в плоскости поляризатора соответственно параллельно и перпендикулярно плоскости рассеяния, при этом перемещают мессбауэровский источник с резонансной скоростью, соответствующей одному иэ ядерных переходов с разностью магнитных квантовых чисел, равной нулю. затем изменяют скорость движения источника до нарушения условия ядерного резонанса, снимают магнитное поле с поляризатора, измеряют интегральную интенсивность отражения I оо при неполяризованном пучке падающего на кристалл излучения вне резонанса и определяют дифракционное поляризационное отношение по формуле постоянная величина для данного поляризатора 1>", Iz" и Й вЂ” определяемые из спектра поглощения поляризатора интенсивности излучения при трех различных значениях скорости движения источника, выбранных по обе стороны от крайней линии Йй = + 1 на одинаковом расстоянии, равном расстоянию между ближайшими крайними линиями в спектре. поглощения и вдали от резонанса, причем 11" — интенсивность при скорости, соответствующей резонансу Лп1 - О, hlTt — разность магнитных квантовых чисел возбужденного и основного состояний резонансных ядер поляризатора.

1679321

Ьь 60

Редактор И.Шулла

Заказ 3207 Тираж 359 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1О1 сее29а

Фа

cos2+

Составитель В.Филиппов

Техред M. Моргентал Корректор Т.Малец