Устройство для исследования совершенства структуры кристаллов

Устройство для исследования совершенства структуры кристаллов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Г

О П И С А Н И Е и в4зввв

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслу6лик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 27.01.75 (21) № 2099666/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25,01,77.Бюллетень № 3 (45) Дата опубликования описания25.05.77 (51) М. Кл.т

С 01 Я 23/22

Государственный комитет

Совета Иинистров СССР по делам иэооретеннй и открытий (53) УДК 543.42:

:621.386 (088.8) В. Е. Батурин, P. N. Имамов, N. В. Ковальчук, Э. К. Ковьев, А. В. Миренский, В. E. Палапис, С. А. Семилетоь и Ю. Н. Шилин

Ордена Трудового Красного Знамени институт кристаллографии имени А. В. Шубникова, Специальное конструкторское бюро ордена Трудового Красного Знамени института кристаллографии имени А. В. Шубникова и Научно-исследовательский институт

"Сапфир" (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СОВЕРШЕНСТВА

СТРУКТУРЫ КРИСТАЛЛОВ

Изобретение относится к исследованию кристаллов методами рентгеновской дифрактометрии и спектроскопии, Известны устройства для одновременного исследования кристалла с помощью дифрагированного и флуоресцентного рентгеновского излучения.

Одно из них содержит источник белого ренттеновского излучения, неподвижный ис« следуемый кристалл, неподвижный детектор 1О рентгенофлуоресценции, подвижный детектор дифрагированного рентгеновского излучения.

Это устройство не позволяет проводить исследования угловой зависимости флуоресценции образца. i5

Известно также устройство аналогичного назначения, содержащее двухкристальный спектрометр, состоящий из держателей кристалла-монохроматора и исследуемого кристалла и средств их поворота, а также детек.-О торы дифрагированного и флуоресцентного рентгеновского излучения.

Известно устройство для исследования угловой зависимости фотоэмиссии электронов из поверхности исследуемых кристаллов в 25

2 условиях брэгговского отражения рентгеновских лучей, содержащее источник рентгеновского излучения, двухкристальный спектрометр, состоящий из держателей кристалла-монохроматора и исследуемого кристалла и средств их поворота, детектор дифрагированного рентгеновского излучения, детектор вторичной эмиссии образца, вакуумную камеру,в которой расположен двухкристальный спект рометр и детектор вторичной эмиссии образца, В известных устройствах двухкристальный спектрометр выполнен по схеме АллисонаВильямса, что усложняет схему устройства из-за необходимости введения механизмов поворота кристаллов в вакуумный объем.

Йель изобретения — упростить устройство, Это достигается тем, что держатель с кристаллом-монохроматором установлен вне вакуумного объема с возможностью поворо» та относительно оси, лежащей в плоскости исследуемого кристалла, а источник рентгеновского излучения установлен с возможностью поворота относительно оси повороте кристалла-монохроматора.

543858

На чертеже изображена схема устройства для исследования совершенства кристаллов, Устройство содержит кристалл-монохроматор 1, исследуемый кристалл (кристалл-ана- 5 лизатор) 2, источник рентгеновского излучения 3, коллиматор 4, счетчик излучения 5, главный гониометр 6, механизм 7 совместного поворота источника излучения, коллиматора и крйсталл-монохроматора, относитель- 10 но неподвижного центра главного гониометра, вакуумную камеру 8, механизм поворота 9 источника рентгеновского излучения 3 относительно оси вращения кристалла-монохроматора 1, механизм 10 линейного смешения 15 главного гониометра в направлении нормали к поверхности кристалла-анализатора, регистрирующую систему для фотоэлектронов и флуоресцентныхквантов 11, механизм 12 наклона кристалла-анализатора относительно

1 оси 0-0, окна вакуумной камеры 8 для входа падающих, и выхода дифрагированных рентгеновских лучей 13, механизм 14 для поворота счетчика излучения 5 относительно оси главного гониометра 6.

На чертеже обозначено: м

0 — ось вращения кристалл-монохроматора;

0 — ось вращения главного гониометра

t

0-0 — оптическая ось спектрометра;

- ренттеновские кванты первичного излучения

Э

Й вЂ” кванты флуоресцентного излучения;

e - электроны внешней фотоэммиссии.

Устройство рабоает следующим образом.

Рентгеновские лучи от источника 3 огра-З5 ничиваются по расходимости коллиматором 4, кристалл-MQHoxpoMBãoðoì 1 и падают под углом дифракции Ч для выбранной системы кристаллографических плоскостей на исследуемый кристалл 2. Кристалл располо- 4О жен в геометрии Брагг-дифракции. Лифрагированные им лучи регистрируются счетчиком излучения 5. Рентгеновское излучение, поглощенное кристаллом, возбуждает фотс эммисию электронов (e) и флуоресцент- 45 ное излучение (И 9 ), которые выходят из кристалла и регистрируются системой 11 °

Юстировка прибора осуществляется следую1 щим образом. На оптическую ось 0-0, проходящую через ось главного гониометра 0 выставляется ось вращения кристалла-моном хроматора О, источник излучения 3, коллиматор 4 и счетчик излучения 5. Механизмом поворота 9 источник излучения 1 поворачивают на угол 2V относительно м

Б оптической оси. Кристалл-монохроматор пом ворачивается на угол Ч z так, что дифрагированные им лучи проходят через коллиматор и распрорастраняются вдоль оптической оси спектрометра. Затем с помощью механиз-6О ма 10 смешения главного гониометра 6„ механизма 7 совместного поворота источника излучения, коллиматора и кристалла-мнс нохроматора и механизма 14 поворота счета чика излучения 5 относительно оси О, оптическую ось соединяют с поверхностью исследуемого кристалла. С помощью механизма поворота 7. дифрагированные лучи направляют под углом V на исследуемый кристалл 2. Механизмом поворота 14 счетчик

A излучения 5 устанавливается под углом Чц относительно оптической оси. Если на поверхности исследуемого кристалла имеется клин, то в эти повороты делаются соответствующие поправки.

После этого механизмом наклона 12 и механизмом поворота 7 кристалл-анализатор

2 выводится в точное брагговское отражение.

Во время исследований производят запись или излучение по точкам кривой дифракционного отражения рентгеновских лучей и угловое распределение интенсивности фотоэлектронов или флуоресцентных квантов с помощью счетчика 5 и системы регистрации 11, соответственно.

Запись осуществляется плавным враще нием луча, отраженного кристаллом-монохроматором 1, с помощью механизма 7 в небольшом угловом интервале вблизи точного значения угла отражения последуемого кристалла.

При регистрации пространственного распределения исследуемый кристалл устанавливается на выбранной точке кривой дифракционного отражения рентгеновских лучей и производится экспозиция на фотопластинку с помощью соответствующей регистрирующей системы 11, Исследуемый кристалл помещен внутри вакуумной камеры 8. Предусмотрена систег ма для создания и поддержания в нем в процессе измерений вакуума 1 ° 10 торр (на чертеже не показана). В камере имеются окна из вакуумно-плотного бериллия, обеспечивающие падение рентгеновских лучей на кристалл-анализатор и регистрацию отраженного им луча счетчиком.

Формула изобретения

Устройство для исследования совершенства структуры кристаллов, содержащее источник рентгеновского излучения, двухкристальный спектрометр, состоящий из держателей кристалла-монохроматора и исследуемого кристалла и средств поворота по Кра8ней мере одного держателя, детектор дифрагированного рентгеновского излучения, ва543858

1О

Составитель К. KDHDHQB

Редактор E. Скляревская Техред А. Богдан Корректор Н. Ковалева

Заказ 81 1/61 Тираж 1052 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4 куумную камеру, в которой расположены держатель с исследуемым кристаллом и детектор вторичной эмиссии образца, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения устройства, держатель с кристалломмонохроматором установлен вне вакуумного объема с возможностью поворота относительно оси, лежащей в плоскости исследуемого кристалла, а источник рентгеновского излучения установлен с возможностью поворота относительно оси поворота кристалла-монохроматора.