Способ исследования структурного совершенства пьезоэлектрических монокристаллов

 

Ь П И С А Н И Е (935759

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. Союз Советскик

Сецналнстическик

Реслублнк (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву(51)И. Кй, (22) Заявлено 08. 10. 80 (2 I ) 2989163/18-25

С 01 И 23/205 с присоединением заявки М

Р ударстршшый квинтет

СССР . ае аман кзебретеккй к еткрыткй (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.82.. Бюллетень М 22 ($3) ggg 548 ° 73 (088.8) дата опубликования описания 15.0Б.82

С.А.Адамян, П.А.Беэирганян и Е.Г.Заргарян (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени ереванский государственный университет (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРНОГО

СОВЕРШЕНСТВА ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ИОНОКРИСТАЛЛОВ!

Изобретение относится к рентгенографическим методам исследования структурного совершества монокристаллов и может использоваться для прямого наблюдения дефектов структуры.

Известны различные методы исследования структурного совершенства монокристаллов с помощью дифрагированного рентгеновского излучения, в том числе регтгенотопографические методы, к которым относятся следующие методы:

Шульца, качающегося кристалла, Ланга, Бормана, Берга-Баррета, Вейсмана 1 1.

Известен также способ топографического исследования структурного совершенства тонких монокристаллов большой площади, заключающийся в том, что исследуемый монокристалл помещают в специальный держатель, обеспечивающий возможность сферического изгиба монокристалла, направляют на этот монокристалл пучок рентгеновско"

ro излучения и регистрируют дифракционные картины от монокристалла при различных степенях изгиба, по которым судят о совершенстве монокристалла f23.

Недостатком этого способа является необходимость изгиба монокристалла, что не всегда желательно и возможно. Кроме того, изгиб монокристалла требует использования специально- го оборудования и строгого соблюдения условий изгиба во избежание повреждения исследуемого монокристалла.

Известно, что при дифракции рентгеновского излучения на пьезоэлектрических монокристаллах наблюдается эффект увеличения интенсивности дифра". гированного рентгеновского излучения

IlpH помещении монокристаллов между обкладками конденсатора, на которые подают постоянное электрическое напряжение. Этот эффект используется для повышения светосилы фокусирующих спектрометров 3 7.

935759

Наиболее близким к предлагаемому является способ исследования структурного совершенства монокристаллов, заключающийся в том, что получают рентгеновскую топограмму исследуемого монокристалла методом Ланга, по которой судят о его структурном совершенстве 1,4).

Однако известный метод характеризуется недостаточной чувствитель- 30 ностью при получении изобретения дефектов, имеющих слабое поле напряжений.

Цель изобретения — повышение чувствительности при исследовании пьезо- И ! ,электрических монокристаллов с косым срезом.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу исследования структурного совершенства пьезоэлектрических монокристаллов с косым срезом, заключающемуся в том,что пот лучают рентгеновскую топограмму исследуемого монокристалла методом Ланга, по которой судят î его структурном совершенстве, рентгеновскую топограмму получают в условиях воздействия на исследуемый монокристалл постоянного электростатического поля.

На чертеже показана схема получения рентгеновской топограммы методом

Ланга. .Рентгеновский пучок 1, прошедший через коллимирующие щели 2, падает

35 под брегговским углом на исследуемый пьезоэлектрический монокристалл

3 с косым срезом, помещенный между прозрачными для рентгеновского излу40 чения обкладками конденсатора 4, на которые подается постоянное напряжение от источника (не показан), Прошедший через коллимационную щель 5, задерживающую также первичный пучок

1, дифрагированный пучок 6 рентгенов45 ского излучения попадает на рентгеновскую пленку 7. Монокристалл 3 и пленка 7 во время съемки топограммы совершают возвратно-поступательное движение относительно рентгеновского пучка 1, в результате чего на фотопленке образуется скрытое изображение дифрагированного различными участками монокристалла 1 рентгеновского излучения, которое после проявления несет визуальную информацию о дефектах кристаллической структуры монокрнстс3лла 1

Пример. Получены рентгенотопографические снимки от кристаллов кварца со срезом типа AT по схеме, показанной на чертеже. Эти снимки показывают, что изображения некоторых дефектов на рентгенотопографических картинах получаются только в том случае, когда при рентгенографировании на исследуемый монокристалл кварца накладывается электростатическое поле порядка 60 кВ/см. Теоретические оценки и экспериментальные исследования позволяют сделать следующие заключения: налагаемое электростатическое поле не создает новые дефекты (дислокации), а лишь усиливает поля напряжений, в силу чего ранее невидимые изображения становятся видимыми; поля напряжений дефектов под влиянием электростатического поля усиливаются только в том случае, если оно создает в монокристалле неоднородную пьезодеформацию, которая, t как известно, при наложении электростатического поля, появляется только в монокристаллах с косыми срезами.

Степень неоднородности пьезодеформации достигает своего наибольшего значения при косых срезах AT, ВТ, СТ, ЕТ и т.д. Так, например, в образцах

AT среза поле создает пьезодеформации как сжатия (растяжения), так и сдвига, т.е. образуется неоднородное поле деформации, которое усиливает контраст рентгеновских изображений и даже невидимые изображения становятся видимыми, Предлагаемый способ обеспечивает существенное повышение чувствительности с точки зрения выявления структурных дефектов в пьезоэлектрических монокристаллах.

Формула изобретения

Способ исследования структурного совершенства пьезоэлектрических монокристаллов с косым срезом, заключающийся в том, что получают рентгеновскую топограмму исследуемого монокристалла методом Ланга, по которой судят о erî структурном совершенстве, о т л и чающий с я тем, что, с целью повышения чувствительности, рентгеновскую топограмму получают в условиях воздействия на исследуемый монокристалл постоянного электростатического поля.

935759

2. Патент CON и 4078!75.. кл. 250-277, опублик. 1978.

Составитель К.Кононов

Редактор М.Петрова ТехредА, Бабинец Корректор М.Демчик

Заказ 4296/42 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал lllln "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Русаков А.А. Рентгенография металлов. М., Атомиздат, 1977, с.262, 273-282.

3. Лапин Е.Г. и др. Эффект пьеэо" квазимоэаичности при диффракции рент геновского излучения. Л., ЛИЯФ им.

Б.П.Константинова АН СССР. N 250, июль 1976 г., с. 4-5, 15-23.

4. Концевой Ю.А., Кудин В.Д. Методы контроля технологии производства полупроводниковых приборов. М., "Энергия", 1973, с. 114-116 (прототип).