Экспериментальное исследование особенностей дифракции рентгеновского излучения на монокристаллах

• Автор: Лапин, Евгений Георгиевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Гатчина
• Количество страниц: 111 с. : ил.

Кристалл-дифракционные методы в физических исследованиях

Эффект упругой квазимозаичности в монокристаллах

Глава I. Основные соотношения теории дифракции рентгеновских

лучей на монокристаллах

§ 1. Кинематическая теория

§ 2. Динамическая теория

2.1. Фундаментальная система уравнений

2.2. Двухволновое приближение; дисперсионная поверхность. 15 §3. Теория Като

3.1. Эйконал

3.2. Уравнение траекторий лучей Като

3.3. Изменение фазы луча вдоль траектории

3.4. Интенсивность лучей
Глава IX. Эффект пьезоквазимозаичности при дифракции
рентгеновского излучения
§ 1. Теория эффекта
§ 2. Описание эксперимента и полученные результаты
2.1. Двухкристальный дифрактометр
2.2. Эксперимент
§ 3. Эффект памяти в монокристаллах кварца
Глава III. Право-левая асимметрия при дифракции рентгеновского
излучения на упруго изогнутом монокристалле
§ 1. Сила Като
§ 2. Расчет параметра право-левой асимметрии
§ 3 . Эксперимент
§ 4. Обсуждение результатов и выводы
Глава IV. Дифракционная фокусировка идеальным изогнутым
кристаллом
§ 1. Вывод основных соотношений
§ 2. Экспериментальная проверка теории
§ 3. Приложения к теории фокусирующих приборов
3.1. Спектрометр по Кошуа

3.2. Фокусировка «точка в точку»
3.3. Фокусировка «точка - «параллельный» пучок»
§ 4. Область применения эйкональной теории
Заключение
§1. Основные результаты работы
1. Эффект пьезоквазимозаичности
2. Право-левая асимметрия при дифракции рентгеновского излучения на упруго изогнутом монокристалле
3. Дифракционная фокусировка рентгеновского излучения изогнутым идеальным кристаллом
§2. Исследования в области динамической дифракции
нейтронов на совершенных кристаллах
Приложение. Расчет пьезоэлектрических коэффициентов
Литература
Кристалл-дифракционные методы в физических исследованиях
В настоящее время кристалл-дифракционные методы исследований нашли широкое применение во многих областях физики. Развитие метода в нашей стране в сильной степени связано с работами в этой области, проводимыми в Петербургском институте ядерной физики в лаборатории профессора О.И. Сумбаева, руководившего ею более сорока лет (до 2000 г.).
В 1956 г. П.И. Лукирским и О.И. Сумбаевым был создан первый в стране кристалл-дифракционный спектрометр по Дю-Монду ГСК-1 [1], на котором были впервые проведены прецизионные измерения энергий гамма-спектра для ряда ядер. Создание этого спектрометра можно считать началом научной школы дифракционных исследований и применению дифракционных методов в физических исследованиях. Развитие в работах этой школы новых представлений физики дифракции излучения на монокристаллах привело к созданию уникальных кристалл-дифракционных установок, с помощью которых проведены исследования в самых различных областях: от физики и химии твердого тела до физики ядра и элементарных частиц. Так, на модернизированном ГСК-1 были выполнены первые работы по измерению малых энергетических смещений рентгеновских линий. Это работы по наблюдению эффекта химического смещения рентгеновских линий К-серии тяжелых элементов [2, 3, 4], по величине которого можно получать информацию об электронной структуре химической связи атомов в молекулах и кристаллах, а также работы, посвященные эффекту изотопического смещения [5, 6], позволяющего определить зарядовые радиусы ядер.
Следует отметить еще работу по измерению эффектов сверхтонкого уширения и смещения рентгеновских линий, обусловленного сверхтонким взаимодействием тока электронной оболочки атома с магнитным моментом ядра [7, 8].
На 4- метровом гамма-спектрометре по Кошуа ГСК-2М высокой разрешающей способности [9] , установленном на горизонтальном канале реактора ВВР-М, измерены спектры гамма-линий из (п,у) реакции не-

напряжения. Момент 1=80 ч соответствует началу облучения. Воздействие рентгеновского излучения на кристалл в отсутствии электрического поля приводит к выравниванию распределения зарядов в кристалле, а, следовательно, и к исчезновению изгиба отражающих плоскостей.
Описанные стороны явления пьезоквазимозаичности позволили использовать монокристаллические кварцевые пластинки для записи информации. Демонстрационный опыт ставился следующим образом: кристалл С/, на который подавалось постоянное напряжение 3000 В, через кодирующую маску (в нашем эксперименте это была вольфрамовая фольга, в которой через ~5 мм были прорезаны три вертикальные щели ширинами 1, 2 и 3 мм) облучался широко расходящимся пучком рентгеновского излучения в течение одного часа. После этого напряжение с кристалла снималось, и кристалл устанавливался в рентгеновский дифрактометр (использовался описанный ранее двухкристальный дифрактометр, работающий в режиме однокристального), затем регистрировалось изменение счётов на максимуме однокристальной линии КаМо при движении кристалла в отражающем положении вдоль направления большой грани. Ширина "читающего" пучка составляла 1 мм. Полученный результат представлен на рис.2.11а. Сплошной линией показано изменение скорости счёта при движении кристалла с маской (репер), линией с точками - аналогичная зависимость при движении кристалла без маски. Из рисунка видно хорошее соответствие кривых, т.е. рентгеновский пучок "сфотографировал" на кристалле изображение маски. Очевидно, что такой кристалл может быть использован в качестве пространственно-чувствительного детектора, например, в тех же кри-сталл-дифракционных приборах. Стирание изображения, нанесенного на кристалл, производится путём облучения его без напряжения расходящимся пучком ионизирующего излучения.