CN103616393B - 简易晶体定向方法 - Google Patents

Abstract

为解决现有技术晶体定向方法存在的需要加工晶体表面，适用范围受限制，对晶体的损耗比较大，对设备的依赖性强，或分析周期长、设备昂贵和操作复杂等问题，本发明提出一种简易晶体定向方法，采用晶体表面反射光检测确定晶面的大致方向，采用X射线衍射法和单色X射线衍射法对晶面的大致方向进行修正。本发明简易晶体定向方法的有益技术效果是能够对任意形状的晶体进行定向，不需要加工晶体表面，不需要依赖大型设备，不需要进行复杂的转换或分析，且操作简单，结果可靠。

Description

简易晶体定向方法

技术领域

本发明涉及到一种晶体定向技术，特别涉及到一种简易晶体定向方法。

背景技术

单晶晶体在其生长结束后，需要确定晶体的各个晶向，然后，才能够进行器件制作，实现其使用价值。如果生长的晶体表面已经显露有多个晶面，其定向过程就会较为简单，直接用X射线对晶面进行扫描确定晶面参数即可定向。如果生长的晶体表面没有显露晶面，则需借助其他方法先确定晶面，再依据此晶面实现晶体定向。现有技术晶体定向方法有解理法定向、光图像法定向、X光照相定向(或劳厄照相法定向)和单色X射线衍射法定向等几种。

解理法定向利用机械力作用于晶体，晶体在力的作用下沿某些方向解理出一个或几个平整的解理面，然后，对解理晶面进行修正后实现晶体定向。由于晶体解理面除与各个方向上键合强度和密度有直接关系外，还与相邻晶面间的静电作用有关系，因此，解理法定向对于某些特定的晶体比较适用，对其他晶体则不一定适用，其适用范围有限制。另外，利用机械力进行解理会对晶体造成较大的损耗。

光图像法定向根据晶体解理面的光反射性和晶体结构的对称性实现晶体定向。需在晶体上加工出一平面，然后，利用机械或化学的方法将平面打磨粗糙，再利用垂直于该平面的平行光入射到晶体平面上，在平面上方的光屏上就会出现各个解理面的反射光斑，由此实现晶体定向。由于光图像法需要在晶体上加工一平面，对晶体的损耗比较大。另外，粗糙表面反射回来的光斑通常都非常微弱，而且很发散，在光屏上很难区分出来，难以达到理想的效果。

X光照相定向（或称劳厄照相法定向）适合用于晶体取向完全未知的情况，利用晶体对入射连续X射线的衍射而使乳胶感光，拍摄出晶体的劳厄照片，然后用格林仑格网将此照片上的斑点转换成极射赤面投影，再根据此投射图确定出晶体的取向。但此种方法由于分析周期长，设备昂贵，操作复杂，不易掌握而很少被采用。

单色X射线衍射法利用定向切割（hkl）晶面，对入射的特征X射线产生的衍射来实现晶体定向。此种方法在晶体取向大概已知，而要求准确地沿所需要晶面进行定向切割最为适用。由于此方法需要先找出晶面的大致位置，如果偏差太大便很难打得出峰值来。并且，所检测的对象最好是一平面，如果对象为凹凸不平的面或弧面则该方法的使用就会受到限制。

显然，现有技术晶体定向方法存在着需要加工晶体表面，适用范围受限制，对晶体的损耗比较大，对设备的依赖性强，或分析周期长、设备昂贵和操作复杂等问题。

发明内容

为解决现有技术晶体定向方法存在的需要加工晶体表面，适用范围受限制，对晶体的损耗比较大，对设备的依赖性强，或分析周期长、设备昂贵和操作复杂等问题，本发明提出一种简易晶体定向方法。本发明简易晶体定向方法，采用晶体表面反射光检测确定晶面的大致方向，采用X射线衍射法和单色X射线衍射法对晶面的大致方向进行修正，包括以下步骤：

S1、用喷砂机或采用粒径较大的砂纸对晶体表面进行打磨，使其变得粗糙；

S2、在人眼睛附近固定一个强光源，手持晶体使打磨过的晶体表面处于强光源照射范围；

S3、旋转变换晶体的角度，用肉眼观察晶体表面的反射光情况，当反射光达到最亮时，固定晶体的位置不变；

S4、取一镜面放于晶体附近，旋转变换镜面角度，当从镜面中观察到光源的成像时固定镜面不动，此时镜面所在的平面与晶体表面上的微小解理面平行；

S5、按照镜面所在平面的方向在晶体上标识出微小解理面的大致方向，然后，用金相砂纸在平行该大致方向的晶体表面磨出一个小平面；

S6、用X射线衍射法确定小平面的晶面指数，再用单色X射线衍射法测定小平面沿水平和垂直两个方面与实际晶面的角度偏差值；

S7、以小平面紧贴切割方向将晶体安装于切割机上，根据步骤S5测定的角度偏差值分别修正切割刀的水平和垂直方向的角度，然后，进行切割，即可得到准确的实际晶面，实现晶体定向。

进一步的，本发明简易晶体定向方法的强光源包括强光电筒、日光灯或激光电筒。

进一步的，本发明简易晶体定向方法可采用光度计代替人眼睛对反射光强度进行观测。

进一步的，本发明简易晶体定向方法可采用三维旋转装置代替手工对晶体进行旋转。

进一步的，本发明简易晶体定向方法的镜面包括玻璃镜面或不锈钢镜面。

本发明简易晶体定向方法的有益技术效果是能够对任意形状的晶体进行定向，不需要加工晶体表面，不需要依赖大型设备，不需要进行复杂的转换或分析，且操作简单，结果可靠。

附图说明

附图1是本发明简易晶体定向方法的操作示意图。

下面结合附图和具体实施方式对本发明简易晶体定向方法作进一步的说明。

具体实施方式

附图1是本发明简易晶体定向方法的操作示意图，图中，1为晶体，2为晶体表面上的微小解理面，3为强光电筒，4为入射光，5为晶体的反射光，6为镜面，7为镜面反射光，8为人眼睛。由图可知，本发明简易晶体定向方法，采用晶体表面反射光检测确定晶面的大致方向，采用X射线衍射法和单色X射线衍射法对晶面的大致方向进行修正，包括以下步骤：

S1、用喷砂机或采用粒径较大的砂纸对晶体表面进行打磨，使其变得粗糙；

S2、在人眼睛附近固定一个强光源，手持晶体使打磨过的晶体表面处于强光源照射范围；本实施例的强光源为强光电筒3，其射出的入射光照射在晶体表面；晶体表面的反射光5进入人眼睛8，由此，可以观察反射光5的强度；

S3、旋转变换晶体的角度，用肉眼观察晶体表面的反射光情况，当反射光达到最亮时，固定晶体的位置不变；所谓反射光达到最亮时，即反射光5达到最强时，通常，在此情况下，人眼睛8会观察到晶体1的粗糙表面突然发亮，而且，当小范围转动晶体1的时候，亮度均会有所降低；

S4、取一镜面放于晶体附近，旋转变换镜面角度，当从镜面中观察到光源的成像时固定镜面不动，此时镜面所在的平面与晶体表面上的微小解理面平行；在本实施例中，从镜面中观察到光源的成像时，即为在镜面6中观察到强光电筒3的成像时；

S5、按照镜面所在平面的方向在晶体上标识出微小解理面的大致方向，然后，用金相砂纸在平行该大致方向的晶体表面磨出一个小平面；由于微小解理面正是实际晶面在晶体各个部位的外在显露，因此，微小解理面与实际晶面平行，而磨出的小平面表征了实际晶面的方向；在本实施例中，可以在晶体1表面的任意位置标识微小解理面2的大致方向，可以在晶体1表面的任意位置磨出小平面，均以晶体实际加工需要为准；

S6、用X射线衍射法确定小平面的晶面指数，再用单色X射线衍射法测定小平面沿水平和垂直两个方面与实际晶面的角度偏差值；假定测定的水平和垂直两个方面与实际晶面的角度偏差值分别为Δθ₁和Δθ₂；

S6、以小平面紧贴切割方向将晶体安装于切割机上，根据步骤S5测定的角度偏差值分别修正切割刀的水平和垂直方向的角度，即在水平和垂直两个方向反向转旋切割刀Δθ₁和Δθ₂，然后，进行切割，即可得到准确的实际晶面，实现晶体定向。

显然，任何具有较强平行光的光源均可作为入射光源，本发明简易晶体定向方法的强光源包括强光电筒、日光灯或激光电筒。当然，也可以采用光度计代替人眼睛对反射光强度进行观测，采用三维旋转装置代替手工对晶体进行旋转。并且，具有反光性的物体均可作为镜面，本发明简易晶体定向方法的镜面包括玻璃镜面或不锈钢镜面。

显然，本发明简易晶体定向方法的有益技术效果是能够对任意形状的晶体进行定向，不需要加工晶体表面，不需要依赖大型设备，不需要进行复杂的转换或分析，且操作简单，结果可靠。

Claims (5)

1.一种简易晶体定向方法，其特征在于：采用晶体表面反射光检测确定晶面的大致方向，采用X射线衍射法和单色X射线衍射法对晶面的大致方向进行修正，包括以下步骤：

S1、用喷砂机或采用粒径较大的砂纸对晶体表面进行打磨，使其变得粗糙；

S2、在人眼睛附近固定一个强光源，手持晶体使打磨过的晶体表面处于强光源照射范围；

S3、旋转变换晶体的角度，用肉眼观察晶体表面的反射光情况，当反射光达到最亮时，固定晶体的位置不变；

S4、取一镜面放于晶体附近，旋转变换镜面角度，当从镜面中观察到光源的成像时固定镜面不动，此时镜面所在的平面与晶体表面上的微小解理面平行；

S5、按照镜面所在平面的方向在晶体上标识出微小解理面的大致方向，然后，用金相砂纸在平行该大致方向的晶体表面磨出一个小平面；

S6、用X射线衍射法确定小平面的晶面指数，再用单色X射线衍射法测定小平面沿水平和垂直两个方向与实际晶面的角度偏差值；

S7、以小平面紧贴切割方向将晶体安装于切割机上，根据步骤S6测定的角度偏差值分别修正切割刀的水平和垂直方向的角度，然后，进行切割，即可得到准确的实际晶面，实现晶体定向。

2.根据权利要求1所述简易晶体定向方法，其特征在于：强光源包括强光电筒或日光灯。

3.根据权利要求1所述简易晶体定向方法，其特征在于：可采用光度计代替人眼睛对反射光强度进行观测。

4.根据权利要求1所述简易晶体定向方法，其特征在于：可采用三维旋转装置代替手工对晶体进行旋转。

5.根据权利要求1所述简易晶体定向方法，其特征在于：镜面包括玻璃镜面或不锈钢镜面。