鍺單晶晶向X光衍射測定方法 GB/T5254-85

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本標準適用于測定鍺單晶棒及片的晶向。

1原理

   當一束波長為λ的單色X光入射到單晶表面，與晶體主晶面之間的掠射角θ符合布喇格定律時，將發生X光衍射。利用計數器探測衍射線，根據衍射線出現的位置，可以確定晶體的主晶向。應用X光定向儀測定鍺單晶的晶向，一般使用銅靶的Ka輻射，經過鎳濾光片，可以獲得近似的單色X光，波長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光波長，λCuKa=0.154178nm；

       n—干涉級，正整數；

       d—衍射晶面間距，。

d=a／√h²+k²+l^{2   ……………………………………………⑵}

式中：a—晶格常數，a=5.6575（Ge）；

h,k,l—晶面指數（密勒指數）。

   入射X光束，衍射X光束和衍射面的法線在同一平面內，衍射X光束與透射X光束的夾角為2θ。

測量原理見圖1。

圖1

   采用CuKd輻射為入射X光束時(λ=0.154178nm)，在鍺的低指數晶面發生衍射的布喇格角（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 試樣

   對被測面無特殊要求，光滑平整的良好切割面即可。單晶棒生長軸晶向的測定，應使被測面垂直生長軸。

3 測量儀器和設備

3.1 X光定向儀

   定向儀主軸應與X光入射束嚴格垂直，試樣臺位置讀數精度為5°。

3.2 X射線防護裝置

4 測量步驟

4.1 鍺片晶向偏離角的測定

4.1.1初步確定晶片被測面的大致晶向，將鍺片置于真空吸氣試樣臺上（或彈簧試樣臺上）使被測面與X光入射束垂直（即被測面平行定向儀主軸）。

4.1.2根據大致確定的主晶面的晶面指數，查表或計算相應的衍射角θ（布喇格角）。

4.1.3 計數管置2θ角位置。

4.1.4試樣臺置θ角位置；調節試樣臺繞主軸轉動，使衍射束的強度**，記錄試樣臺讀數刻度盤上的數值（即掠射角）Ψ1。

4.1.5試樣以自身法線為軸。順時針轉動90°角，重復4.1.4條，并記錄此時的掠射角Ψ2。

4.1.6試樣以自身法線為軸。順時針轉動90°角（此時相對初始位置轉動了180°角），重復4.1.4條記錄此時的掠射角Ψ3。

4.1.7試樣以自身法線為軸，順時針轉動90°角（此時相對初始位置轉動了270°角）重復。

4.1.8 記錄此時的掠射角Ψ4。

4.2 單晶生長軸的晶向偏離角的測定

4.2.1單晶棒固定在夾具上，并安放在定向儀的主軸上使被測面垂直X光入射束（即晶體生長軸垂直定向儀主軸）。

4.2.2 按4.1.2~4.1.7條步驟進行測量。

5 結果的計算

5.1 計算晶向偏離角的水平和垂直分量α和β。

α=(Ψ1－Ψ3)/2  ………………………………………⑶

β=(Ψ2－Ψ4)/2  ………………………………………⑷

5.2 計算晶向偏離角Ψ

tgΨ=(tg²α+tg²β)^{1/2  …………………………………………⑸}

   當Ψ<5°時，上式簡化為

Ψ=(α²+β²)^1/2 ………………………………………⑹

6 測量報告

   a.試樣編號。

   b.屬于或接近的晶向。

   c.晶向偏離角在水平和垂直方向上的分量α和β。

   d.晶向偏離角Ψ。

   e.操作人員及日期。

   f.根據需要應寫入的內容。

7 **度

   一般本標準可達到的精度不劣于±15′。

附錄A

關于鍺單晶晶向X光衍射測定方法的**規定

（補充件）

A1X光對物質有一定的穿透能力，射入人體會殺傷細胞，使人體組織受到一定的損傷。由于人體有相當的自身恢復機能，在不超過規定的照射劑量時，受害的細胞組織可以很快恢復機能。一般全身照射的每周**允許**劑量為01雷姆(rem)，實際正常操作遠小于這個劑量。

A2工作時，在X光主光束方向不應有任何人員，操作人員不應用手去拿試樣，更不能在主光束方向觀看。

A3操作人員工作時，**穿帶防護衣，帶鋁玻璃眼鏡。按國家有關規定，定期進行身體檢查。

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附加說明：

本標準由中華人民共和國冶金工業部、中國有色金屬工業總公司提出。

本標準由北京有色金屬研究總院負責起草。

本標準主要起草人翟富義。

國家標準局1984-01-17發布                 1984-12-01實施