RU1790758C - Three-crystal r-ray diffractometer - Google Patents

Three-crystal r-ray diffractometer

Info

Publication number
RU1790758C
RU1790758C SU914906202A SU4906202A RU1790758C RU 1790758 C RU1790758 C RU 1790758C SU 914906202 A SU914906202 A SU 914906202A SU 4906202 A SU4906202 A SU 4906202A RU 1790758 C RU1790758 C RU 1790758C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
crystal
axis
crystals
monochromator
goniometer
Prior art date
Application number
SU914906202A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Яковлевич Никифоров
Владимир Николаевич Стасевич
Original Assignee
Игорь Яковлевич Никифоров
Владимир Николаевич Стасевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Игорь Яковлевич Никифоров, Владимир Николаевич Стасевич filed Critical Игорь Яковлевич Никифоров
Priority to SU914906202A priority Critical patent/RU1790758C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1790758C publication Critical patent/RU1790758C/en

Links

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

Сущность изобретени : рентгеновское излучение, пройд  коллиматор, последовательно отражаетс  от двух совершенных кристаллов, объединенных в узел монохро- матора, и попадает на исследуемый кристалл , наход щийс  на оси гониометра ГС-2, а после отражени  от него - в детектор. Все части прибора укреплены на основании гониометра ГС-2. Дифрактометр позвол ет проводить прецизионные измерени  абсолютных углов Брэгга в интервале 0...+ 85°С, исследовани  степени совершенства кристаллов и определение углов их кристаллического среза. 1 ил.SUMMARY OF THE INVENTION: X-ray radiation, after passing through a collimator, is successively reflected from two perfect crystals combined into a monochromator assembly, and enters the crystal under study located on the axis of the GS-2 goniometer and, after reflection from it, into the detector. All parts of the device are fortified based on the GS-2 goniometer. The diffractometer allows precise measurements of the absolute Bragg angles in the range of 0 ... + 85 ° C, studies of the degree of perfection of the crystals and determination of the angles of their crystal section. 1 ill.

Description

Изобретение относитс  к рентгеновской спектроскопии и может примен тьс  дл  исследовани  моно- и поликристаллов, пленок, зеркал рентгеновского излучени .The invention relates to x-ray spectroscopy and can be used to study single and polycrystals, films, X-ray mirrors.

Известные схемы трехкристальных рентгеновских спектрометров-дифрактометров не позвол ют производить экспрессные прецизионные измерени  параметров решетки монокристаллов в широком диапазоне углов дифракции без смены и перенастройки кристаллов-монохромато- ров.Known schemes of three-crystal X-ray diffractometer spectrometers do not allow rapid precision measurements of the lattice parameters of single crystals in a wide range of diffraction angles without changing and reconfiguring monochromator crystals.

Известны рентгеновский дифракто- метры (спектрометры), содержащие три кристалла (авт.св. СССР № 441488, 1974, авт.св, СССР №487338, 1975; авт.св. СССР №779866,1980).Known x-ray diffractometers (spectrometers) containing three crystals (ed. St. USSR No. 441488, 1974, ed. St., USSR No. 487338, 1975; ed. St. USSR No. 779866.1980).

На вакуумном трехкристальном спектрометре (авт.св. № 441488) имеет место ограничение на возможные значени  углов Брэгга исследуемого кристалла 60° из-за выбранной кинематической схемы движени  кристаллов, рентгеновской трубки и детектора и их взаимного расположени .On a three-crystal vacuum spectrometer (Aut. St. No. 441488), there is a restriction on the possible Bragg angles of the investigated crystal at 60 ° due to the selected kinematic scheme of motion of the crystals, X-ray tube and detector and their relative position.

Недостатком трехкристального спектрометра по авт.св. № 487338, в котором оси вращени  2-го и 3-го кристаллов совмещены ,  вл етс  то, что исследуемый кристалл должен иметь параметр решетки, близкий кристаллу-монохроматору, и быть настолько тонким, чтобы интенсивность рентгеновского излучени  оставалась достаточной дл  регистрации после двойного прохбжде- ни  пучка сквозь этот кристалл. Кроме того, невозможны измерени  абсолютных углов Брэгга, а только их небольших измерений по отношению к кристаллу-монохроматору.The disadvantage of a three-crystal spectrometer according to ed. No. 487338, in which the axes of rotation of the 2nd and 3rd crystals are aligned, is that the crystal under investigation must have a lattice parameter close to the monochromator crystal and be so thin that the x-ray radiation intensity remains sufficient for detection after double passing - not a beam through this crystal. In addition, absolute Bragg angles cannot be measured, but only their small measurements with respect to the monochromator crystal.

В качестве прототипа использован трехкристальный дифрактометр (авт.св. № 779866), включающий источник рентгеновского излучени , поворотные держатели первого кристалла-монохроматора, второго исследуемого кристалла и третьего кристалла-анализатора , детекторы излучени  и измерители углов поворота.As a prototype, a three-crystal diffractometer was used (autoswitch No. 779866), including an X-ray source, rotary holders of a first monochromator crystal, a second test crystal and a third analyzer crystal, radiation detectors and angle measuring instruments.

(L

СWITH

1 о1 o

1010

UU

0000

OJ Oj

С целью повышени  точности измерений в него введен второй аналоговый трех- кристальный спектрометр с поворотными держател ми кристаллов, причем источники рентгеновского излучени  и держатели кристаллов-анализаторов спектрометров установлены с возможностью независимых поворотов вокруг общих осей, держатели первых кристаллов установлены на общих платформах, выполненных с возможностью их независимого, поворота относительной общей оси, проход  щей чер ез середину отрезка , соедин ющего ось поворота источников рентгеновского излучени , проход щую через их фокусы, и ось поворота третьего кристалл-анализатора.In order to increase the accuracy of measurements, a second analog three-crystal spectrometer with rotatable crystal holders was introduced into it; moreover, the x-ray sources and crystal analyzer crystal holders of the spectrometers are mounted with the possibility of independent rotations around common axes, the holders of the first crystals are mounted on common platforms configured to their independent rotation of the relative common axis passing through the middle of the segment connecting the axis of rotation of the X-ray sources and passing through their foci and the axis of rotation of the third crystal analyzer.

Недостатки прибора по авт.св. N 779866 заключаютс  в следующем.The disadvantages of the device on avt.sv. N 779866 are as follows.

Конструкци  прибора не позвол ет расположить первые два кристалла в антипараллельное положение и обеспечить получение монохроматического рентгеновского излучени  дл  исследовани  третьего кристалла. Это св зано с тем, что ось вращени  плиты с первыми двум  кристаллами расположена на середине отрезка, соедин ющего фокус источника рентгеновского излучени  и ось третьего кристалла.The design of the device does not allow the first two crystals to be placed in antiparallel position and to provide monochromatic x-ray radiation for the study of the third crystal. This is due to the fact that the axis of rotation of the plate with the first two crystals is located in the middle of the segment connecting the focus of the x-ray source and the axis of the third crystal.

Невозможны измерени  абсолютных углов Брэгга, возможны измерени  только небольших изменений их,по отношению к эталону.Absolute Bragg angles cannot be measured, only small changes in them can be measured with respect to the standard.

Прибор не отличаетс  стабильностью в работе. Дл  обеспечени  работоспособности прибора он удвоен, сделан двухэтажным . Верхний дифрактометр содержит кроме кристаллов-монохроматоров исследуемый кристалл, а нижний - эталонный кристалл. Такое удвоение прибора делает его еще больше у звимым к механическим и тепловым воздействи м, затрудн ет его юстировку.The device is not stable in operation. To ensure the operability of the device, it is doubled, made two-story. The upper diffractometer contains, in addition to the monochromator crystals, the crystal under study, and the lower one contains the reference crystal. Such a doubling of the device makes it even more susceptible to mechanical and thermal influences, and makes it difficult to align it.

Целью изобретени   вл етс  обеспечение возможности измерени  абсолютных углов дифракции Брэгга в интервале О - 85°С абсолютной погрешностью не более 2 и стабильностью работы прибора при колебани х температуры в пределах 18- 25°С.The aim of the invention is to provide the possibility of measuring the absolute Bragg diffraction angles in the range of O - 85 ° C with an absolute error of not more than 2 and the stability of the instrument when the temperature fluctuates within 18-25 ° C.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в трехкристальном рентгеновском дифрактометре, состо щем из источника рентгеновского излучени , двух кристаллов-монохроматоров , третьего исследуемого кристалла и по крайней мере одного детектора, установленным с возможностью поворота их вокруг оси вращени  гониометра , подвижна  плита с кристаллами-моно- хроматорами установлена с возможностью поворота вокруг оси, проход щей через фокус рентгеновской трубки и параллельной оси гониометра, кристаллы-монохроматоры имеют возможность поворота вокруг осей, лежащих в их отражающих плоскост х и параллельных оси гониометра, кристаллодер- жатель второго кристалла установлен на подвижной плите с возможностью перемещени  по направл ющему пазу, выполненному по дуге окружности с центром на осиThis goal is achieved by the fact that in the three-crystal X-ray diffractometer, consisting of an X-ray source, two monochromator crystals, the third investigated crystal and at least one detector, mounted to rotate them around the axis of rotation of the goniometer, a movable plate with mono-crystals chromatators installed with the ability to rotate around an axis passing through the focus of the x-ray tube and parallel to the axis of the goniometer, monochromator crystals have the ability to rotate wok the axis of the axes lying in their reflecting planes and parallel to the axis of the goniometer, the crystal holder of the second crystal is mounted on a movable plate with the ability to move along a guide groove made along an arc of a circle centered on the axis

первого кристалла, а кристаллы-монохроматоры установлены в антипараллельном положении так, что получают практически пучок монохроматического рентгеновского излучени , направленный на ось вращени the first crystal, and the monochromator crystals are installed in antiparallel position so that they receive almost a beam of monochromatic x-ray radiation directed to the axis of rotation

гониометра с исследуемым кристаллом.goniometer with the investigated crystal.

В предлагаемом дифрактометре указан- ные выше недостатки прототипа устранены благодар  тому, что два кристалла-монохро- матора наход тс  в антипараллельном положении , а их кристаллодержатели вместе с коллиматором рентгеновского излучени  установлены на плите, котора  имеет возможность поворота вокруг оси,проход щей через фокус рентгеновской трубки.In the proposed diffractometer, the aforementioned disadvantages of the prototype were eliminated due to the fact that two monochromator crystals are in the antiparallel position, and their crystal holders, together with the x-ray collimator, are mounted on a plate that can rotate around an axis passing through the x-ray focus tube.

Дл  данной длины волны излучени  рентгеновска  трубка, коллиматор и кристаллы-монохроматоры с помощью прецизионных чувствительных устройств с использованием двухходовых винтов устанавливаютс  посто нно, обепечива  стабильный , практически монохроматический сFor a given radiation wavelength, an x-ray tube, a collimator and monochromator crystals are permanently installed with precision sensitive devices using two-way screws, ensuring a stable, almost monochromatic

4 о 4 o

Д Я 10 -10 А пучок рентгеновских лучей с угловой расходимостью, завис щей отY 10-10 A beam of x-rays with angular divergence, depending on

качества используемых кристаллов-монохроматоров , 0,01 - 3. В отличие от прототипа дифрактометр позвол ет измер ть абсолютные значени  углов Брэгга 0 - 85°С. Дл  обеспечени  стабильности работы всеthe quality of the monochromator crystals used, 0.01 - 3. In contrast to the prototype, the diffractometer allows the absolute values of Bragg angles to be measured from 0 to 85 ° C. To ensure stability, everything

его части жестко св заны с основанием гониометра ГС-2, который позвол ет измер ть углы Брэгга с погрешностью, не превышающей 2.its parts are tightly connected to the base of the GS-2 goniometer, which allows Bragg angles to be measured with an error not exceeding 2.

На чертеже приведена схема предложенного рентгеновского дифрактометра.The drawing shows a diagram of the proposed x-ray diffractometer.

Дифрактометр состоит из источника рентгеновского излучени  1, плиты 2, на которой укреплены коллиматор 3 и кристаллымонохроматоры 4 и 5, и установленных с возможностью поворота вокруг оси 0, проход щей через фокус рентгеновской трубки, исследуемого кристалла 6 и детекторов 7 и 8, имеющих возможность поворота вокругThe diffractometer consists of an x-ray source 1, a plate 2, on which a collimator 3 and crystal monochromators 4 and 5 are mounted, and mounted with the possibility of rotation around axis 0 passing through the focus of the x-ray tube, the crystal under investigation 6 and detectors 7 and 8, which can be rotated around

оси 0 вращени  гониометра 9, с основанием 10 которого жестко св заны все части прибора. На плите 2 имеетс  направл ющий паз 11, выполненный по дуге окружности с центром на оси 0 вращени  первого кристалла-монохроматора 4.axis 0 of rotation of the goniometer 9, with the base 10 of which all parts of the device are rigidly connected. On the plate 2 there is a guide groove 11, made along an arc of a circle centered on the axis of rotation 0 of the first crystal-monochromator 4.

Дифрактометр работает следующим образом . Луч рентгеновского излучени  от источника 1, пройд  через коллиматор 3, последовательно отражаетс  от кристал- лов-монохроматоров 4 и 5, установленных в отражающие антипараллельное положение под углом 180° - Зв1 - дьг друг к другу, где дв1 и Брэгга дл  первого и второго кристаллов соответственно, и попадает на третий исследуемый кристалл 6, установленный в отражающее положение так, что ось вращени  гониометра 9 лежит в отражающей плоскости этого кристалла б. Отраженный от кристалла 6 под углом Брэгга луч попадает в детектор 7, а прошедший сквозь кристалл 6 луч попадает в детектор 8.The diffractometer works as follows. The x-ray beam from the source 1, passing through the collimator 3, is successively reflected from the monochromator crystals 4 and 5 installed in reflecting antiparallel position at an angle of 180 ° - Sv1 - dj to each other, where dv1 and Bragg for the first and second crystals accordingly, it lands on the third test crystal 6, which is installed in the reflective position so that the axis of rotation of the goniometer 9 lies in the reflective plane of this crystal b. The beam reflected from the crystal 6 at the Bragg angle enters the detector 7, and the beam transmitted through the crystal 6 enters the detector 8.

На дифрактометре оказываетс  возможным измер ть абсолютное значение угла Брэгга ЙБ либо по угловому отражающему положению исследуемого кристалла 6 по отношению к его нулевому положению (Зв), либо по отсчетам двух симметричных относительно падающего на кристалл 6 в точке О луча отражающих положений исследуемого кристалла (2 ЗБ); исследовать степень совершенства кристалла по форме и ширине его дифракционного максимума; исследовать полное внешнееIt is possible to measure the absolute value of the Bragg angle YB on the diffractometer either from the angular reflective position of the studied crystal 6 with respect to its zero position (Sv), or from the readings of two symmetrical relative to the beam of the reflecting positions of the studied crystal, incident on the crystal 6 at point O (2 ЗБ ); to investigate the degree of perfection of the crystal in the shape and width of its diffraction maximum; explore the full external

отражение и рассе ние рентгеновских лучей от кристаллов и пленок; исследовать  вление аномального прохождени  ренгте- новских лучей (эффект Бормана) при дифракции по Брэггу и по Лауэ; изучать малоугловое рассе ние рентгеновских лучей в кристаллических, поликристаллических и аморфных веществах; определ ть с точностью до 2 углы среза кристаллов,X-ray reflection and scattering from crystals and films; to investigate the phenomenon of anomalous transmission of X-rays (the Bormann effect) during Bragg and Laue diffraction; to study small-angle scattering of x-rays in crystalline, polycrystalline and amorphous substances; determine with an accuracy of 2 cut angles of crystals,

т.е. углы между поверхностью кристалла и отражающими кристаллографическими плоскост ми .those. angles between the surface of the crystal and reflecting crystallographic planes.

Благодар  тому, что при переходе на другой угол дифракции исследуемого кристалла рентгеновска  трубка 1 и монохроматическое устройство 2 остаютс  в прежнем положении дл  данной длины волны, оказываетс  возможным определение угла Брэгга и углов между поверхностью кристалла иDue to the fact that when the x-ray tube 1 and the monochromatic device 2 remain at the same wavelength at a different diffraction angle of the crystal under study, it is possible to determine the Bragg angle and the angles between the surface of the crystal and

кристаллографическими плоскост ми в течение нескольких (1 - 2) минут. Эта экспрес- сность измерений при высокой их точности (1 - 2) определ ет высокую экономическую эффективность прибора при использованииcrystallographic planes for several (1 - 2) minutes. This expressiveness of measurements with their high accuracy (1 - 2) determines the high economic efficiency of the device when using

его в тех лаборатори х, в том числе заводских , где необходимо проведение большого количества таких измерений дл  контрол  качества кристаллов при их массовом производстве .it in those laboratories, including factory ones, where a large number of such measurements are necessary to control the quality of crystals in their mass production.

Claims (1)

Формула изобретени The claims Трехкристальный рентгеновский диф- рактометр, состо щий из размещенных на едином основании рентгеновской трубки, подвижной плиты с двум  кристаллами-мо- нохроматорами, кристаллодержател  исследуемого кристалла и по крайне мере одного детектора, выполненного с возможностью поворота вокруг оси гониометра , отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  возможности измерени  абсолютных углов Брэгга образца в интервале углов 0 - 85° с абсолютной погрешностью не более 2 и стабильности работы примеры при колебани х температуры 18-25°С, подвижна  плита с кристаллами-монохроматорамиThree-crystal X-ray diffractometer, consisting of an X-ray tube placed on a single base, a movable plate with two monochromator crystals, a crystal holder of the crystal under study and at least one detector rotatable around the axis of the goniometer, characterized in that, with in order to provide the possibility of measuring the absolute Bragg angles of the sample in the range of angles 0 - 85 ° with an absolute error of not more than 2 and stability of operation, examples at temperature fluctuations of 18-25 ° C, movable monochromatic crystal litha выполнена с возможностью поворота вокруг оси, проход щей через фокус рентгеновской трубки и параллельной оси гониометра, кристаллы-монохроматоры имеют возможность поворота вокруг осей,configured to rotate around an axis passing through the focus of the x-ray tube and parallel to the axis of the goniometer, monochromator crystals have the ability to rotate around the axes, лежащих в их отражающих кристаллографических плоскост х и параллельных оси гониометра , кристаллодержатель второго кристалла-монохроматора установлен на направл ющей, выполненной в подвижной плите и имеющей форму дуги окружности с центром на оси поворота первого кристалла-монохроматора, причем кристаллы-монохроматоры установлены антипараллельно друг другу.lying in their reflecting crystallographic planes and parallel to the axis of the goniometer, the crystal holder of the second monochromator crystal is mounted on a guide made in a movable plate and having the shape of a circular arc centered on the axis of rotation of the first monochromator crystal, the monochromator crystals being installed antiparallel to each other.
SU914906202A 1991-01-30 1991-01-30 Three-crystal r-ray diffractometer RU1790758C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914906202A RU1790758C (en) 1991-01-30 1991-01-30 Three-crystal r-ray diffractometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914906202A RU1790758C (en) 1991-01-30 1991-01-30 Three-crystal r-ray diffractometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1790758C true RU1790758C (en) 1993-01-23

Family

ID=21557705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914906202A RU1790758C (en) 1991-01-30 1991-01-30 Three-crystal r-ray diffractometer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1790758C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР №441488, кл. G 01 N23/207, 1971. Авторское свидетельство СССР № 487338, кл. G 01 N 23/20, 1973. Авторское свидетельство СССР № 779866, кл. G 01 N 23/207, 1978. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4446568A (en) Versatile focusing radiation analyzer
Hart High precision lattice parameter measurements by multiple Bragg reflexion diffractometry
Hart Bragg angle measurement and mapping
US5406608A (en) X-ray analysis apparatus
JP3468623B2 (en) Optical system switching device for X-ray diffractometer
Parrish et al. Geometry, alignment and angular calibration of X-ray diffractometers
RU1790758C (en) Three-crystal r-ray diffractometer
US3344274A (en) Ray analysis apparatus having both diffraction amd spectrometer tubes mounted on a common housing
Zavertkin et al. Vacuum Ultraviolet and Soft X-ray Broadband Monochromator for a Synchrotron Radiation Metrological Station
Haywood et al. A simple neutron guide tube and diffractometer for small-angle scattering of cold neutrons
US3213278A (en) X-ray spectrograph having plural detectors
Masson et al. On the use of one-dimensional position sensitive detector for x-ray diffraction reciprocal space mapping: Data quality and limitations
US3702933A (en) Device and method for determining x-ray reflection efficiency of optical surfaces
US3046399A (en) X-ray spectrograph
SU873067A1 (en) X-ray spectrometer
SU857816A1 (en) X-ray spectrometer
SU779866A1 (en) Device for investigating monocrystals structures
SU920480A1 (en) X-ray tv spectrometer
SU894502A1 (en) X-ray spectrum for investigating monocrystal structural perfection
SU759930A1 (en) X-ray spectrometer for investigating monocrystals
Christensen et al. A beam expander facility for studying x‐ray optics
SU918827A1 (en) X-ray spectrometer
RU2370757C2 (en) Device for analysing perfection of structure of monocrystalline layers
Christensen et al. A versatile three/four crystal X-ray diffractometer for X-ray optical elements: Performance and applications
SU1141321A1 (en) X-ray spectrometer