SU1025226A1

SU1025226A1 - Способ исследовани магнитных и электрических свойств кристалла по толщине

Info

Publication number: SU1025226A1
Application number: SU823381081A
Authority: SU
Inventors: В.Г. Лабушкин; Э.Р. Саркисов; В.А. Саркисян; П.П. Коваленко; В.Н. Селезнев; П.Р. Прокопов
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4126
Priority date: 1982-01-14
Filing date: 1982-01-14
Publication date: 1983-12-30

Abstract

СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНЫХ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КРИСТАЛЛА ПО ТОЛЩИНЕ, заключающийс в направлении на кристалл, под брегговскими углами мессбауэровских у -квантов и. регистрации дифракционного излучени мессбауэровских атомов при внешнем воздействии на кристалл измен вшегос магнитного или электрического пол , о т личающийс тем, что, с целью расширени диапазона исследуекых слоев, изменение толщины исследуемого сло кристалла осуществл ют путем изменени знергии падающих мессбауэровских у-квантов. i которое , в свою очередь, осуществл ют посредством перемещени ис (Л точника относительно кристалла. О N5 СП ND ND о:

Description

Изобретение относитс к области физики взаимодействи излучени с веществом и может быть использовано дл исследовани магнитных и электрических свойств кристаллов с помощью резонансного гамма-излучени .

Традиционные методы физики маг нитных влений, такие как ферромагнитный .резонанс ОМР), дерный магнитный резонанс (ЯМР), заключающиес в измерении резонансной частоты поглощени атомов или дер позвол ют судить только о свойствах всего исследуемого образца . в целом. К недостаткам этих методо относитс то, что дл их реализации необходимо наличие образцов больших размеров.

Известен метод исследовани магнитных и электрических свойств кристаллов Cll/ ,заключающийс в регистрации дифрагированных от кристалла тепловых нейтронов. Этот метод позвол ет исследовать магнитную структуру кристаллов,.но его реализаци требует наличи кристалов больших размеров и дерного реактора, а полученна с его помощью информаци о магнитной структуре кристалла относитс ко всему объему кристалла.

Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс способ исследовани магнитных и электрических свойств кристалла по толщине, заключающийс в направлении на кристалл под брэгговскими углами мессбауэровских -j -квантов и регистрации дифракционного излучени мессбауэровских атомов при внешнем воздействии на кристалл измен ющегос магнитного или. электрического пол . В этом спсобе изменение направлени , например , магнитного пол на драх достгалось путем вращени посто нного магнита вокруг кристалла в его базисной ПЛС5СКОСТИ 2J. Однако полученна в этом случае зависимость относитс только к тонком поверхностному слою кристалла, так как энергетическа зависимость сечени взаимодействи мессбауэровского излучени с драми имеет острый резонансный характер, и, таким образом, в точном резонансе j--KBaты проникают в кристалл на небольшую глубину (в указанном случае излучение проникало на глубину 0,5 мкм. Дл отражений с меньшими брэгговскими углами работающий слой еще толще в силу геометрического фактора, например, дл рефлекса ( (Т) ) дл кристалла бората железа его толщина составл ет 0,1 мкм.

Таким образом, невозможно достоверно судить об изменении магнитны

и электрических свойств в достаточно толстых сло х кристалла без его разрушени .

Цель изобретени - расширение диапазона исследуемых слоев.

Поставленна цель достигаетс тем, что по предложенному способу исследовани магнитных и электрических свойств кристалла по толщине , заключающемус в направлении на кристалл под брэгговскими углами

0 мессбауэровских - квантов и регистрации дифракционного излучени мессбауэровских атомов при внешнем воздействии на кристалл, измен ющегос магнитного или электрического

5 пол , изменение толщины исследуемого сло кристалла осуществл ют путём изменени энергии подающих мессбауэровских .J-квантов, которое в свою очередь, осуществл ют посред0 ством перемещени источника относительно кристалла.

На фиг. 1 показана установка, котора включает в себ мессбауэровский источник Со 1, электроди5 намический вибратор 2, коллиматор 3, исследуемый кристалл 4, гониометр 5, полупроводниковый блок детектировани 6, спектрометрический прибор типа СЭС 2-03 7, амплитудный анализа0 тор импульсов 8, мессбауэровский спектрометр типа ЯГРС-4 9 и катушки Гельмгольца ,10.

Работа на установке проводитс следующим образом. Пучок jp-KBaHTOB от мессбауэровского источника Со 1,

5 закрепленного на штоке вибратора 2, через коллиматор 3 направл ют на исследуемый кристалл 4, установленный на гониометре 5 под брэгговским углом дл системы кристаллографи0 ческих плоскостей, параллельных поверхности кристалла. Дифрагировавшее на кристалле излучение регистрируют полупроводниковым блоком детектировани 6. Импульсы с предуси5 лител блока детектировани поступают на сйектрометрический прибор 7, затем сформированные и усиленные импульсы с выхода прибора подаютс .на вход амплитудного анализатора

0 импульсов 8, с выхода которого сигнал поступает на мессбауэровский спектрометр ЯГРС-4 9. Скорость движени вибратора задаетс мессбауэровским спектрометром. Поглощение и

5 излучение -у -квантов происходит через определенный дерный переход, дл чего спектрометр, работающий в режиме посто нных скоростей, задает определенную скорость движе0 ни штока вибратора. Получают зависимости интенсивности дифрагировавшего излучени от величины напр женности магнитноро пол , приложенного к исследуемому кристаллу, дл нескольких значений энергии у-квантов.

5 отличающихс между собой на величи ны пор дка Г ЧГ - естественна шир на мессбауэровской линии. Магнитное поле создаетс с помощью катуш Гельмголыда 10 вдоль линии пересе чени базисной плоскости кристалла с плоскостью рассе ни . На фиг. 2 приведены графики тре зависимостей интенсивности дифраги ровавшего мессбауэровского излучени от величины напр женности магнитного пол , приложенного к кристаллу FeBOg, полученных на.рефлрксе (ijji дл случаев, когда: энерги у-квантой Е-. совпадает С энергией дерного перехода Ер. В этом случае глубина i проникновени резонансного излучени кристалл i:0,l мкм; (fO,Qr -t ,3 мкм; ,3r t-a мкм. Из фиг. 2 видно, что намагничивание тонкого поверхностного сло крйсталла происходит не так, как намагничивание более ТОЛСТЕЛХ слое В частности, с помощью предлагаемого способа в базисной плоскости кристалла обнаружена наведенна одноосна магнитна анизотропи в поверхностном слое и показано отсутствие таковой в объеме кристалла . Суть способа не,изменитс , если вместо катушек Гельмгольца использовать обкладки конденсатора, и изучать электрические свойства кристалла , измер зависимости интенсивности дифрагировавшего излучени от величины напр женности электрического пол , приложенного к кристаллу. Предлагаемым способом можно получать зависимости интенсивности дифрагировавшего на кристалле, мессбауэровского излучени от величины любого внешнего воздействи , от которого зависит сечение рассе ни резонансных уквантов драми, и из сопоставлени нескольких таких зависимостей,полученных при различных энерги х излучени , судить о свойствах различных по толщине слоев кристалла. Предлагаемый способ позвол ет получать информацию о физических свойствах кристаллов, в частности о магнитных и электрических свойствах , селективно по глубине кристаллов , что дает возможность с помощью неразрушающего метода контрол следить за состо нием как поверхности кристалла, так и кристалла в целом. Наиболее эффективно предлагаемый способ может быть использован при выращивании новых кристаллов, в частности, дл оценки степени совершенства их.поверхностных слоев, что не доступно другим методам.

О5Ю15 „ 370 Иэ

Фиг2

Claims

СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНЫХ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КРИСТАЛЛА ПО ТОЛЩИНЕ, заключающийся в направлении на кристалл, под брегговскими углами мессбауэровских γ -квантов и. регистрации дифракционного излучения мессбауэровских атомов при внешнем воздействии на кристалл изменявшегося магнитного или электрического поля, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона исследуемых слоев, изменение толщины исследуемого слоя кристалла осуществляют путем изменения энергии падающих мессбауэровских у-квантов, которое, в свою очередь, осуществляют посредством перемещения источника относительно кристалла.