Принцип определения угла разориентации плоскости поверхности

В случае несовпадения плоскостей (hkl) с исследуемой поверхностью кремниевой пластины отражённый рентгеновский луч образует с поверхностью пластины угол, отличающийся от угла дифракции θ (рис. 7-а).

Со стороны рентгеновской трубки угол между лучом и поверхностью θ - φ, а со стороны детектора θ +φ. Именно на этом основан принцип измерения угла разориентации. Если записать угловое положение образца относительно детектора в этом положении θ₁ = θ +φ, а затем повернуть образец в собственной плоскости на 180° вокруг оси, перпендикулярной рентгеновскому лучу, то из принципа обратимос­ти хода лучей в новом положении отражение будет наблюдаться при угловом положении образца θ₂ = θ –φ (рис. 7-б).

Тогда величина угла разориентации будет равна:

(6)

Рис. 7. Ориентация поверхности кремниевой пластины относительно детектора в исходном положении (а) и при повороте её на 180˚ вокруг оси, перпендикулярной рентгеновскому лучу (б).

РТ – рентгеновская трубка; Д - детектор

Если линии выхода кристаллографических плоскостей на поверхность образца параллельны оси вращения, то в этом случае определенный по формуле (6) угол будет равен двугранному углу между кристаллографическими плоскостями и плоскостью поверхности. В действительности такая ориентация пластины, как правило, не реализуются, поэтому поступают следующим образом. Выполняется аналогичная серия измерений при повороте пластины на 90˚ и 270˚ относительно первоначального положения, и определяются углы θ₃ = θ+ψ и θ₄ = θ – ψ. По этим данным находится величина угла разориентации

. (7)

Результирующий максимальный угол отклонения α поверхности пластины от заданной кристаллографической плоскости (hkl) определяется по формуле

. (8)

Для значений φ и ψ, меньших 8˚, используется приближённая формула

. (9)

Рабочая формула получается подстановкой в (9) значений измеренных углов θ₁, θ₂, θ₃ и θ₄:

. (10)

Дата добавления: 2015-10-21