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GB/T 5254-85锗单晶晶向X光衍射测定方法

日期:2021-01-26 08:12
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摘要:
GB/T 5254-85锗单晶晶向X光衍射测定方法
                         中华人民共和国国家标准

                       锗单晶晶向X光衍射测定方法 GB/T5254-85

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本标准适用于测定锗单晶棒及片的晶向。

1原理

   当一束波长为λ的单色X光入射到单晶表面,与晶体主晶面之间的掠射角θ符合布喇格定律时,将发生X光衍射。利用计数器探测衍射线,根据衍射线出现的位置,可以确定晶体的主晶向。应用X光定向仪测定锗单晶的晶向,一般使用铜靶的Ka辐射,经过镍滤光片,可以获得近似的单色X光,波长λ=0.154178nm。

    布喇格公式:

adsinθ=nλ …………………………………………………⑴

 式中:θ—布喇格角(掠射角),度(分);

      λ—X光波长,λCuKa=0.154178nm;

       n—干涉级,正整数;

       d—衍射晶面间距,

d=a/√h2+k2+l2   ……………………………………………⑵

式中:a—晶格常数,a=5.6575(Ge);

h,k,l—晶面指数(密勒指数)。

   入射X光束,衍射X光束和衍射面的法线在同一平面内,衍射X光束与透射X光束的夹角为2θ。

测量原理见图1。

 

图1

   采用CuKd辐射为入射X光束时(λ=0.154178nm),在锗的低指数晶面发生衍射的布喇格角(掠射角)

   衍射角 h、k、l       布喇格角θ

           1  1  1       13°39'

           2  2  0       22°40'

           3  1  1       26°52'

           4  0  0       33°02'

           3  3  1       36°26'

           4  2  2       41°52'  

2 试样

   对被测面无特殊要求,光滑平整的良好切割面即可。单晶棒生长轴晶向的测定,应使被测面垂直生长轴。

3 测量仪器和设备

3.1 X光定向仪

   定向仪主轴应与X光入射束严格垂直,试样台位置读数精度为5°。

3.2 X射线防护装置

4 测量步骤

4.1 锗片晶向偏离角的测定

4.1.1初步确定晶片被测面的大致晶向,将锗片置于真空吸气试样台上(或弹簧试样台上)使被测面与X光入射束垂直(即被测面平行定向仪主轴)。

4.1.2根据大致确定的主晶面的晶面指数,查表或计算相应的衍射角θ(布喇格角)。

4.1.3 计数管置2θ角位置。

4.1.4试样台置θ角位置;调节试样台绕主轴转动,使衍射束的强度**,记录试样台读数刻度盘上的数值(即掠射角)Ψ1

4.1.5试样以自身法线为轴。顺时针转动90°角,重复4.1.4条,并记录此时的掠射角Ψ2

4.1.6试样以自身法线为轴。顺时针转动90°角(此时相对初始位置转动了180°角),重复4.1.4条记录此时的掠射角Ψ3

4.1.7试样以自身法线为轴,顺时针转动90°角(此时相对初始位置转动了270°角)重复。

4.1.8 记录此时的掠射角Ψ4

4.2 单晶生长轴的晶向偏离角的测定

4.2.1单晶棒固定在夹具上,并安放在定向仪的主轴上使被测面垂直X光入射束(即晶体生长轴垂直定向仪主轴)。

4.2.2 按4.1.2~4.1.7条步骤进行测量。

5 结果的计算

5.1 计算晶向偏离角的水平和垂直分量α和β。

α=(Ψ1-Ψ3)/2  ………………………………………⑶

β=(Ψ2-Ψ4)/2  ………………………………………⑷

5.2 计算晶向偏离角Ψ

tgΨ=(tg2α+tg2β)1/2  …………………………………………⑸

   当Ψ<5°时,上式简化为

Ψ=(α22)1/2 ………………………………………⑹

6 测量报告

   a.试样编号。

   b.属于或接近的晶向。

   c.晶向偏离角在水平和垂直方向上的分量α和β。

   d.晶向偏离角Ψ。

   e.操作人员及日期。

   f.根据需要应写入的内容。

7 **度

   一般本标准可达到的精度不劣于±15′。

 

附录A

关于锗单晶晶向X光衍射测定方法的安全规定

(补充件)

A1X光对物质有一定的穿透能力,射入人体会杀伤细胞,使人体组织受到一定的损伤。由于人体有相当的自身恢复机能,在不超过规定的照射剂量时,受害的细胞组织可以很快恢复机能。一般全身照射的每周**允许安全剂量为01雷姆(rem),实际正常操作远小于这个剂量。

A2工作时,在X光主光束方向不应有任何人员,操作人员不应用手去拿试样,更不能在主光束方向观看。

A3操作人员工作时,**穿带防护衣,带铝玻璃眼镜。按国家有关规定,定期进行身体检查。

____________________

附加说明:

本标准由中华人民共和国冶金工业部、中国有色金属工业总公司提出。

本标准由北京有色金属研究总院负责起草。

本标准主要起草人翟富义。

国家标准局1984-01-17发布                 1984-12-01实施

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