Новые возможности энергодисперсионной рентгенодиагностики атомной структуры вещества на основе пучков быстрых электронов

• Автор: Кубанкин, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 221 с. : ил.

Оглавление
Введение

Состояние исследований в области и актуальность темы диссертации

Цель работы

Научная новизна полученных результатов

Научная и практическая значимость полученных результатов

Достоверность полученных результатов

Результаты всех экспериментов не противоречат известным результатам в

обсуждаемой области физики и могут быть воспроизведены

Положения, выносимые на защиту

Апробация работы
Список публикаций по теме диссертации
Личный вклад автора
Структура и объем диссертации
Содержание работы
ГЛАВА 1. Экспериментальная установка
1.1. Микротрон с системой формирования электронного пучка
1.2. Мишенная камера наблюдения исследуемых процессов
1.3. Блок рентгеновской спектроскопии
ГЛАВА 2. Исследование поляризационного тормозного излучения релятивистских электронов в поликристаллах
2.1. Измерение ПТИ из поликристаллических фольг под углом 90° к пучку электронов
2.2. Измерение ПТИ из поликристаллических фольг под углами отличными от 90°
2.3. Интерпретация результатов
ГЛАВА 3. Исследование поляризационного тормозного излучения в геометрии обратного рассеяния
3.1. Расчёт характеристик ПТИ в геометрии обратного рассеяния

3.2. Измерение ПТИ в геометрии обратного рассеяния в текстурированных поликристаллах
3.3. Измерение ПТИ в геометрии обратного рассеяния в поликристаллах с субмикронным размером зерна
3.4. Измерение ПТИ в геометрии обратного рассеяния из различных мишеней 81 ГЛАВА 4. Энергодисперсионные методы исследования мозаичности кристаллов
4.1. Исследование мозаичности на основе анализа характеристик параметрического рентгеновского излучения релятивистских электронов
4.2. Измерение функции распределения мозаичности кристаллов на основе рассеяния широкополосного рентгеновского излучения
ГЛАВА 5. Источники квазимонохроматического рентгеновского излучения на основе взаимодействия релятивистских электронов с веществом
5.1. ПРИ релятивистских электронов в геометрии асимметричной дифракции
5.1.1. Модель ПРИ релятивистских электронов в кристалле в асимметричной геометрии дифракции
5.1.2. Расчёт эксперимента
5.1.3. Эксперимент
5.2. Источник рентгеновского излучения на основе многократного прохождения электронов через мишень
5.2.1. Амплитуда тормозного и переходного излучения
5.2.2. Источник на основе тормозного излучения
5.2.3. Источник на основе переходного излучения
5.2.4. Источник на основе когерентного тормозного излучения
ГЛАВА 6. Источники вакуумного ультрафиолета и мягкого рентгена на основе взаимодействия быстрых электронов с веществом
6.1. Излучение Вавилова-Черенкова в области вакуумного ультрафиолета и мягкого рентгена

6.1.1. Спектрально-угловое распределение излучения
6.1.2. Эффект трансформации конуса излучения Вавилова-Черенкова
6.1.3. Спектрально-угловые характеристики источника в области мягкого рентгеновского излучения
6.1.4. Спектрально-угловые характеристики источника в области вакуумного
ультрафиолета
6.2. Излучение Вавилова-Черенкова в многослойных наноструктурах
6.2.1. Спектрально-угловое распределение излучения
6.2.2. Спектрально-угловые характеристики источника
6.3. Переходное излучение быстрых электронов в области углов полного внешнего отражения
6.3.1. Спектрально-угловое распределение переходного излучения
6.3.2. Эффект увеличения угловой плотности переходного излучения
6.3.3. Переходное излучение как источник вакуумного ультрафиолета
6.4. Параметрическое излучение нерелятивистских электронов в слоистых наноструктурах
6.4.1. Амплитуда излучения
6.4.2. Спектрально-угловые характеристики излучения
6.4.3. Расчёт характеристик источника
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ЛИТЕРАТУРА

электронного пучка. Третий магнит отклонял электронный пучок в сторону противоположную первым двум магнитам, что позволило улучшить расходимость пучка в месте расположения мишени.
Основной целью исследования в рамках данной главы является фиксирование аномальной спектральной ширины спектральных пиков ПТИ в геометрии обратного рассеяния и исследование чувствительности спектральных характеристик сигнала к структурным характеристикам поликристаллов. Исследование состояло из двух частей - измерение спектра ПТИ в геометрии обратного рассеяния из текстурированных поликристаллов и поликристаллов с субмикронными размерами зёрен.
В качестве мишени при исследовании ПТИ в геометрии обратного рассеяния из текстурированных поликристаллов использовалась фольга электротехнической меди толщиной 25 мкм. Толщина мишени выбиралась из расчета насыщения выхода рефлексов ПТИ в области энергий 3-8 кэВ при незначительном рассеянии пучка электронов мишенью. Сигнал регистрировался рентгеновским РТ.К детектором с энергетическим разрешением 152 эВ и площадью бериллиевого окна 6 мм2.
В результате измерений спектров ПТИ удалось зафиксировать когерентные пики ПТИ от различных кристаллографических плоскостей. Зафиксированное изменение выхода рефлексов ПТИ при изменении ориентации мишени относительно пучка электронов свидетельствовало о наличии текстуры в исследуемой мишени. Результаты показали, что спектральная ширина пиков ПТИ назад и пика вылета примерно одинакова. Данное обстоятельство позволяет предполагать, что реальная ширина пика ПТИ назад близка к спектральной ширине характеристического рентгеновского излучения ЛГ-линии меди.
Второй частью исследований данной главы является исследование ПТИ в геометрии обратного рассеяния из поликристаллов с субмикронными размерами зёрен. Для проведения экспериментов была изменена система регистрации сигнала. Установленная система жёсткого коллимирования сигнала ПТИ