SU976509A1 - Способ ориентировани монокристаллической мишени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к технической и экспериментальной физике и может быть использовано дл  определени  кристаллографических направлений относительгно геометрической формы кристалла в различных  дерно-физических экспериментах по изучению взаимодействи  зар женных частиц с монокристаллами.

Известны способы ориентировани  мишени , заключающиес  в том, что на монокристаллическую мишень направл ют пучок зар женных частиц, а за мишенью на рентгеновской пленке, детектором зар женных частиц или на фотопластинке регистрируют прошедшие частицы, образуюшие , в зависимости от ориентадви мшиени различные угловые распределени  1) .

Недостатками данного способа  вл -: ютс : зависимость контрастности снимка получаемого углового распределени , а следовательно, и точности ориенташш от времени экспозиции, чувствительнооги и зернистости примен емой планки; трудоемкость денситометрического ана1иза при регистрации зар женных частнц la пленке или фотопластинке; большие временные затраты на сн тие нескольких электронограмм или протонограмм.

Наиболее близким по технической сущ1ОСТИ  вл етс  способ ориентировани  донокристаллической мишени, то есть определение пространственного положе10 1ИЯ кристаллографических направлений относительно формы кристалла с извест 1ЫМ типом решетки по электромагнитному излучению каналируюших через него легких зар женных частиц. На ории ентируемую мишень направл ют пучок зар женных частиц, удовлетвор ющий условюо захвата в режнм каналировани , а именно с угловой расходимостью

20

,Э07|575

где - критический угол каналировани  частиц с энергией Е и зар дом

в кристалле с эффективным .зар дом In и межплоскостным рассто нием d , вращают кшшень относительно какой-либо оси, перпендикул рной оси пучка частиц, и снимают ориентационную зависимость выхода электромагнитного излучени , ио пускаемого каналируюшими частицами за кристаллом MV (Ч ), Здесь М количество зарегистрированных квантов излучени , Ч - угол наклона кристалла к оси пучка в плоскости, перпендикул рной оси вращени  и проход щей через ось пучка. При этом угол наклона кристалла к оси пучка в плоскости, проход щей через ось вращени  и ось пучка 0 , остаетс  посто нным. Вид этой ориёнтационнЬй зависимости Ni) f ( М ) опредотл етс  типом рещетки кристалла и положением главных 1фисталлографических направлений относительно пучка зар женных частиц. Затем измен ют угол наклона 6 и вновь измер ют ориентационную зависимость выхода электромагнитного излучени  Nvj/e -f(f). Дл  полной определенности необходимо измерить также ориентационные зависимости при вращении кристалла вокруг оси, перпендикул рной первой, то есть зависимости

const-fC0); сог,51.(е), Nf/4 2, const г (в).

Зна  величины максимумов данных ориентационных зависимостей угловые рассто ни  между ними и учитыва  тот факт, ЧТО} каждый максимум в ориентационных зависимост х соответствует движению зар женных частиц через кристалл в режиме плоскостного каналировани , то есть такой ориентации кристалла, когда ось пучка частиц совпадает с какой-либо главной его кристаллографической плоскостью, можно графически построить систему проекции низкоиндексных плоскостей. Обычно за условный ноль, то есть Ч -О, 9 О выбирают положение кристалла, когда его герметическа  поверхность перпендикул5фна оси пучка частиц. Сопоставл   полученную систему проекций плоскостей со стандартными проекци ми дл  различных типов решеток и различных кристаллографических направлений , определ ют главные направлени  и углы наклона ик 9 h, 4,B -P ;h4E к нормали, к поверхности кристалла, то есть разориентации относительно условного нул . Проекции направлений или осей в построенной системе проекций

наблюдаемых плоскостей соответствуют точкам пересечени  последних 2 .

Недостатквм данного способа  вл етс  необходимость последовательного многократного измерени  ориентационных зависимостей , что св зано с больщими временными затратами, а также длительной работой ускорител  только дл  цели ориентировани  мишени.

Цель изобретени  - уменьшение време ни на ориентирование монокристаллических мишеней.

Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу ориентировани  монокристаллической мишени, по которому на мишень направл ют пучок зар женных частиц с угловой расходимостью, удовлетвор ющей услови  каналировани , вращают мишень относительно оси, перпендикул рной оси пучка, и измер ют за мишенью ориентационные зависимости выхода электромагнитного излучени , каналирующих частиц, дополнительно определ ют пространственные положени  | плоскостей пол ризации дл  каждого максимума выхода электромагнитного излучени , а ориентацию мишени определ ют по одной ориентационной зависимости выхода излучени  и пространственного положени  упом нутых плоскостей пол ризации.

Ориентационна  зависимости и направлени  результирующих векторов пол ризации квантов излучени  в максимумах ориентационной зависимости, соответствующих излучению при каналировании зар женных частиц вдоль определенных главных кристаллографических плоскостей , характеризуют расположение направлений кристалла относительно условного нул , то есть относительно нормали к поверхности .кристалла.

. Известно, что кванты излучени  при плоскостном каналировании легких зар женных частиц в монокристаллах пол ризованы а результирующий вектор пол ризации , иначе говор  - плоскость пол ризации , перпендикул рна кристаллографической плоскости мишени.

Способ осуществл етс  следующим образом .

Claims (2)

1. Пучок зар женных частиц с угловой расходимостью, удовлетвор1пощей условию каналировани , направл ют на ориентированный кристалл-мишень с известным типом решетки по нормали к его поверхности . Затем, враща  мишень с помощью гониометра относительно какой-либо оси. перпе1щикул5трной оси пучка частиц, измер ют с помощью детектора квантов и лучени  ориентационную зависимость вы хода из кристалла этого излучени  и од новременно с помощью пол риметра определ ют направление векторов пол риза ции этих квантов в максимумах ориента ционных зависимостей. Энергию зар жен ных частиц выбирают с тем расчетом, чтобы энерги  излучаемых квантов леж ла в области чувствительности соответствующих пол риметров и детекторов излучени , в рентгеновской или -облас ти. Зна  углы между максимумами в ори ентационной зависимости выхода. излучени  и определив по наппавлени м векторов пол ризации излучени  положени  кристаллографических плоскостей ,кана- лирование вдоль которых зар женных частиц и  вл етс  причиной ориентацион- ных максимумов, можно построить графически систему проекций кристаллографических направлений. Далее, сопоставл   полученную систему проекций со стандартными проекци ми дл  различных направлений данного типа решетки, определ ют полученное главное направлени ( ось) и угол наклона его к поверхности кристалла. Пример. Пучок электронов с энергией МэВ и угловой расходимостью ,3 мрад от синхротрона Сириус направл ют на монокристалл алмаза, установленный в гониометре, позвол ющем вращать кристалл- вокруг горизонтальной и вертикальной осей, перпендикул рных оси пучка электронов. Условие каналировани  выполн етс , так как ,- дл  любого низконндеконого направлени  алмаза /0,4 мрад. Энерги  электронов соответствует излучению ими у-квантов. Пучок излучаемы -квантов с энергией (4-2О) МэВ проходит через дейтериевую мишень, частью пол риметра, и регистрируетс  ионизационной камерой. Враша  кристалл горизонтально или вокруг вертикальной оси, перпендикул рной оси пучка электронов, снимают ориентационную зависимость выхода излучени  NV f(4 /9 con5Ьили Mv,(.6)// Consi . Одновременно определ ют положение ллоокости , содержащей результирующий вектор пол ризации -jp -квантов в каждом максимуме ориентационной- зависимости, использу  тот факт, что д -кванты, проход  через дейтериевую мишень, образую фотонейтроны, направление вылета которых из дейтериевой мишени строго соотвествует плоскости пол ризации у-квантов . Фотонейтроны регистрируютс  нейтронными счетчиками СНМ-11 с парафиновым замедлителем, устбщовленным вокруг дейтериевой мишени в плоскости, перпендикул рной пучку. -г -квантов. На фиг. 1 показана ориентационна  . зависимость выхода j- -квантов ь ( Ч) /8 cons-t ; на фиг. 2 - построенна в угловых координатах по измеренной ориентационной зависимости и найденным плоскост м пол ризации система проекций направлений . Ориентационна  зависимость содержит п ть максимумов 1-5, каждый из которых соответствует излучению при каналировании электронов вдбль какой-либо кристаллографической плоско :ти, то есть совпадению оси пучка элетсгронов с этой плоскостью кристалла. На фиг. 2 положение этих максимумов соответствует положению точек 6-10 на пр мой 11, определ ющей изменение угла Ч при 0 const O. Точки пересечени  проекций плоскостей, которые, как известно, должны быть перпендикул рны найденным положени м плоскостей Г2-16 пол ризации в каждом максимуме излучени  соответствуют проекци м направлений, то есть кристаллографических осей 17- 2О. Сопоставив полученную систему проекций со стандартными дл  данного типа решетки, можно заключить, что точка 17, например, соответствует оси 111 кристалла. - Из полученной системы проекций можно однозначно заклк чить , что, например, разориентирована относительно нормали к поверхности на 9 в вертикальной и горизонтальной плоскости; также можно определить и разориентацию другйх осей. Такое ориентнрование вполне конкре- но и требует измерени  всего лишь одной ориентированной зависимости с одновременным определением плоскости пол ризации jr-квантов, тогда как в и вестном составе необходимо измерить последовательно друг за другом М1шимум три такие ориентационные зависимости . Использование предлагаемого способа ориентадии монокристаллических мишеней по сравнению с известными способами обеспечит сокращение временных затрат, недбходимых на ориентирование, а, следовательно, сократит и затраты. 79 св занные с работой и обслуживанием ускорителей при ориентировании миш© ней в различных экспериментах. Формула изобретени  Способ ориентировани  монокристаллической мкшени, заключающийс  в том что на мишень направл ют пучок зар н женных частиц с угловой расходимостью , удовлетвор ющей условию каналировани , вращают мишень вокруг оси, перпендикул рной оси пучка, и измер ют .за мищенью ориентационные зависимости выхода электромагнитного излучени  каналирующих частиц, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  времени на ориентирование. 9 дополнительно определ ют пространствен ные положени  плоскостей пол ризации дл  каждого максимума выхода электромагнитного узлучени  , а ориентацию мишени определ ют по одной ориентаци- онной зависимости выхода излучени  и пространственного положени  упом нутых плоскостей пол ризации. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 5946)5. кл. Н 05 Н 7/00, 1976.
2. 2.D. Luckey, R. Schwitters. Methods of cristai aligument for production of coherent bremsstrahlung. Nuclear Instruments and Methods, 81, 1970, p. 164-172 (прототип).

   fl s COnsi

   Pl ГЗ fPf,

   Фиг.

   fs

   (w;