Часть 3 (1125039), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Вышеужеотмечалось,чтобормановскоеизображениедислокаций,перпендикулярных поверхности кристалла, отличается от вида поля локальныхразориентаций. На рентгеновском изображении дислокации на рис.3.13 наряду сосновными деталями, определяемыми розеткой равных разориентаций96отражающих плоскостей, наблюдаются еще длинные узкие горизонтальныелепестки разных знаков, которые, как оказалось, формируются в результатеотражения блоховских волн разного типа в области сильных искажений вблизиоси дислокаций и последующего поглощения волн нормального типа.Рис.3.18.а)-Изображение60градуснойдислокации,перпендикулярнойповерхностиобразца.
Ось дислокации смещена на1/4 ширины треугольника Борманаиз его середины. (Остальные данныете же, что и на рис.3.16б); б)Распределение интенсивности вплоскости рассеяния для случаядислокации,перпендикулярнойповерхностиобразца.Осьдислокации смещена из центратреугольника Бормана.Природа теневого изображения дислокаций в условияханомального прохождения рентгеновских лучей. В поглощающихкристаллах, когда до выходной поверхности доходит только одна слабопоглощающаяся блоховская волна, изображение дислокаций на рентгеновскихтопограммах имеет вид светлой тени, окаймленной с одной стороны болеетемным по сравнению с фоном ореолом.
Ширина тени и ее формасущественным образом зависят от ориентации в треугольнике Бормана. Вслучае дислокаций, наклонных к поверхности выхода, контраст может иметьосциллирующий характер.Рис.3.19. Рентгеновское изображение 60градусныхдислокацийвклиновидномкристалле. Ось дислокаций [101], входнаяповерхность образца (111), излучениеCuKα, μt= 5÷13 (по клину).а) - дислокации в общем положении. Векторотражения [220]; б) - дислокация в особомположении.
Вектор отражения [202] [50].Соответствующий пример приведен нарис.3.19. Дислокационный контраст имеет здесь вид кометы (см.рис.3.19а) сосцилляциями интенсивности в области подхода дислокации к поверхностивыхода. Если ось дислокации параллельна вектору дифракции (см.рис.3.19б),ширина ее изображения не зависит от глубины залегания. Исключениесоставляет лишь область вблизи выхода дислокации на поверхность кристалла,где контраст осциллирует. Для объяснения этого типа изображения97предлагались различные механизмы [50]. Среди них следует назватьабсорбционный механизм, связанный с аномально высоким поглощением всильно искаженной области дислокационного поля, и механизм, обусловленныйвыталкиванием траекторий блоховских волн из области сильных дислокаций.Однако, как показали исследования последних лет [51,52], определяющую рольв формировании теневого контраста играет механизм перекачки энергии изаномально проходящей блоховской волны в нормальную за счет межзонногорассеяния в сильно искаженной области.
Если толщина части кристалла,расположенной над дислокацией, достаточно велика, до дислокации дойдетлишь одна слабо поглощающаяся блоховская волна, и в сильно искаженнойобласти вблизи ядра дислокации она испытывает межзонное рассеяние. Врезультате возбуждается новое волновое поле, состоящее из двух типовблоховских волн, которое в дальнейшем распространяется в практическисовершенной решетке.
Естественно поэтому, что в области выхода дислокациина поверхность кристалла, то есть в том месте, где существуют две блоховскиеволны, происходит интерференция и наблюдаются экстинкционные модули. Сувеличением расстояния от дислокации до выходной поверхности образцасильно поглощающаяся волна быстро затухает, соответственно затухаютосцилляции изображения и остается одна блоховская волна, ослабленнаямежзонным рассеянием. Величина интегральной яркости контраста в этомслучае должна сильно зависеть от четности величины (gb), так как фазадифрагированной блоховской волны в ближнем поле дислокации меняетсяскачком на величину π(gb).
Поэтому для нечетных значений (gb) аномальнопроходящая волна в ближнем поле дислокации превращается в нормальную, чтои приводит к снижению интенсивности под дислокацией, в то время как длячетных (gb) скачок фазы кратен 2π, межзонное рассеяние при этом невозникает, и интенсивность в центре профиля под дислокацией практическиравна фоновому значению. На рис.3.20 приведены профили изображениядислокаций, рассчитанные для различных значений (gb) на основе межзонногомеханизма.Экспериментальные исследования величины контраста длядислокаций различного типа и различных значений вектора дифракцииблестяще подтвердили межзонный механизм формирования теневого контраста[52].
Было установлено, что наиболее устойчивой характеристикой типадислокаций, не зависящей от геометрии эксперимента, является интегральнаяяркость изображения. На основе этой модели была разработана методикаидентификации типа дислокаций по величине интегральной яркости контраста.Здесь следует подчеркнуть, что для случая теневого изображения,возникающего в условиях аномального прохождения, этот метод определениятипа дислокаций является практически единственным, так как использоватьправила погасаний контраста обычно не удается из-за ограниченного наборавозможных отражений.98Рис.3.20.Профилитеневогобормановскогоизображения дислокаций с различными значениями(gb), рассчитанные для случая плоской падающейволны.Выше были рассмотрены различные типы дислокационногоконтраста, обсуждались различные дифракционные механизмы, ответственныеза образование дифракционного изображения.
Было показано, что механизмы,определяющие формирование изображения в области дальнего и ближнегополя, имеют совершенно разную физическую природу. Если в области дальнегополя, где градиенты деформаций невелики и рентгеновское волновое полеуспевает приспосабливаться к изменениям кристаллической решетки, основнойпричиной контраста является смещение и деформация траекторий блоховскиеволн, и, следовательно, механизмами, формирующими изображение, являютсяэкстинкционно-фазовые, абсорбционные и амплитудные эффекты, то вблизиядра, где дислокационное поле меняется резко, основной физической причинойконтраста является межзонное рассеяние блоховских волн и связанные с нимэффекты фокусировки, каналирования и отражения блоховских волн.993.4.
ЛИТЕРАТУРА1. B.K.Tanner, M.A.Phil.X-Ray Diffraction TopographyPergamon Press,Nev-Jork,1966,p.763.2. Уманский Я.С.,Рентгенография металлов,Москва,Металлургия,1967,с.2363. С.Амелинкс,Методы прямого наблюдения дислокаций,Москва, Мир,19684.
A.P.Turner ,T.Vreeland, D.P.Pope,Experimental Techniques for Observaing Dislocations by Berg-Barrett Method,Acta Cryst.1968,A24,4,452-4585. A.R.Lang,The Projection Topograph. A New Method in X-ray Diffraction Micrography,Acta Gryst.12,249-250,(1959)6. U.Bonse,Zur Rontgenographischen Bestimmung des Typs Einzelner Versetzungen in EinkristallenZ.Phys.153,2.278-296,(1958)7.
K.Kora,An Application of Assimmetric Reflection for Obtaining X-ray Beams of Extremely Narrow Angular Spread,J.Phys.Soc.,1962,17,589-5908. K.Kora, S.Kikuta,A method of Obtaining an Extremely Parallel X-ray Beam by Successive Asymmetric Diffractions and itsApplications,Acta Cryst.,1968, A24,200-2059.
A.Authier,Contrast of Dislocation images in X-ray Transmission Topography,Adv. X-Ray Analists,10,9-31,1967.10. Дифракционные и микроскопические методы в материаловедении,под редакцией С.Амелинкса,Москва, Металлургия,198411. В.Л.Инденбом, Ф.Н.Чуховский,Проблема изображения в ренгеновской оптике,УФН,107,2,126 229-265(1972)12. Jun-ichi Chikawa, I.Fujimoto,T.AbeX-ray Topographic Observation of Muving Dislocations in Silicon Crystals,Appl.Phys.Lett.,21,6,296-298,197213. Jun-ichi Chikawa,Technique for the Video Disply of X-ray Topographic Images and its Application to the Study of Crystal Growth,J.Crys.Growth,24,25,61-68,1974,14.
В.Н.Игнал, Л.Л.Гаврилова,100Опыт применения рентгентелевизионной топографической установки для наблюдения изображениядефекторв кристаллов в условиях аномального прохождения рентгеновских лучей,Зав.Лаб.53,9,60-63,(1987)15. Э.Роув, Дж.УиверИспользование синхротронного излучения,УФН, 1978,126,2,269-28616. T.Tuomi, K.Naukkarinen, P.RabeUse of Synchrotron Radiation in X-ray Diffraction Topography,Phys.Stat.Sol.(a)1974,25,1,93-10617.
Л.Н.Данильчук, Т.А.Смородина.Наблюдение полей напряжений вокруг отдельных лислокаций методом аномального прохождениярентгеновских лучей,ФТТ,7,4,1245-1247,1965.18. Л.Н.Данильчук, А.И.Георгиев.Рентгеновское наблюдение переходного слоя при эпитаксиальном росте германия,Крист.11,2,349-352,1966.19. Л.Н.Данильчук, В.И.Никитенко.Прямое наблюдение винтовых дислокаций, перпендикулярных поверхности монокристаллов кремния,ФТТ,9,7,2027-2034,1967.20. С.Ш.Генделев, Л.М.Дедух, В.И.Никитенко, В.И.Половинкина, Э.В.Суворов,Связь доменной структуры монокристаллов ИЖГ с несовершенствами их строения,Известия АН СССР,35,серия физическая,6,1210-1215,197121. С.Ш.Генделев, Л.М.Дедух, В.И.Никитенко, В.И.Половинкина, Э.В.Суворов,Рентгенодифракционное изучение реальной атомно-кристаллической имонокристаллов ИЖГ, выращенных из раствора в расплаве,Известия АН СССР,38,серия физическая,11,2428-2430,1974доменнойструктур22.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
