Рентгенодифракционные изображения дефектов в в случае акустической деятельности .. тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

РГ6 од

1 5 НОЯ ШЗ

MIHJCTEPCTBO ОСВШ УКРЛТШ 4EFH1ВЕЦЫШИ ДБРЖАВНИЙ УШВЕРСИТЕТ 1мвн1 Ю-ФЕДЬКОВИЧА

IIa правах рукотшсу

Нов 1ков Серг 1й Миколайович

РЕНТГЕНОШРАШИНЕ ЗОБРАЖЕНК "> ФЕКТ1В Т БИПАЯК7 АКУСШНо! III НА ЧЛ.

01.04.07 - ф1зика твердого : та

АВТОРЕФЕРАТ дисертацП на здобуття наукового ступоня кандидата ф!зико-математичаских наук

Ч«рн1вц1 - 1S93

Робота виконана ш ка^идр1 ф1зики твердого т1ла Чврн1вецького дв{»кун1верситету 1мен1 Ю.Федьковича

НауковиИ кер1вшш - доктор ф!зико-матвнатичш1х наук,

професор раранський М-д. 0ф1ц1Йн1 опонеити: член-корвспондвнт АН Укра1ни,

доктор ф1."ш«о-матвматич1шх наук, професор молоди 1Н В-Б-; доктор ф1зико-математичних наук, професор раренко 1-М-Пров1дна орган1зац1я - 1нститут Ф1зики АН Укра!нм.

Захист в1дбудеться 26 Листопада 1993р. о 15-1Я годин1 на зас1данн1 спац1ал1зовано1 Ради Д 068.16.01 Чарн1-вепького державного ун1верситоту (274012, м.Черн1вц1, вул.Коцюбинсысого, 2).

Дисвртац1я для рзнайомлвння знаходиться у науков1й 01бл1-отец1 Черн1вецъкого деркун1верситету вул.Лвс1 Укра1даи,23.

Автореферат роз1сланий 26'ковтня 1993р. Вчений секретер

слвц1ал1зованоХ Рада: М.В.Курганецышй

ЗАГЛЛЫ1Л ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ.

Актуадьн1сть проблем». Рентгоп1всы;1. дифракц1йн1 методи е одними з найб1лыа лотужштх метод]в пиру(1п1г!ного контролю реэлъ-но1 структур« 1фистол1в. Збурешш и розповсотянп! блох1воыак: хвиль, сприч1Ш9п1 д1>зю 1труяа11х до^ормпцШлих пол1в дефект1в ьфксталу, допволяють шлвляти гз допомогю рвнтген1ссысо1 топо-графИ т тХлыги 1нднв1дуальн1 дислокзцП, иЬ.-родефекта, дефекта упЕШотси та 1н., але й виэначати 1х характеристики 1 гооьгат-р1в розм1щвния.

Трудиощ!, я к! шяшкають при досл'1да;о!ш1. ретптоноотгпготх зобра.чинъ дефект1в в криотзлэх позо'язан1 з р1зяомэп1тн5стя явищ, то в1дбувавться при рогтотзоолкеннГ блох1всьетк хвиль в рэалышх крнсталах.. Явщл рефракцИ блох1всысих хвиль в слэбо-дэформопаних крнсталах 1 офэкти м1яп1ткового розс1яння в сильно спотпорвиил областях часто породжують стсладн1 зобрминня нэп1тъ н9йпрост1ших дяфвкт1в. Тому для однозначно! 1нтертретзц1вкс-пвриментзльно одеряаттх. багато1нформат1пзиих 1нтэрферопц1Йгшх картин нообх1дно продовкушти досл1джейня в сгац1ально п1д1<5ра-Ш1Х умовах, коли мвхзн1зми фпрчувэяня дифрзкиДИного зобряження проявляться нэйб1лыи пошо 1 ч1тко.

В. оотвннШ час значняй 1нтерес шкликаютъ досл1дж9ННя диф-ракцП рентгвн1вських промеШв в акустично збудаши. кристалах. Досягнуто давний рГвеиь рогзум1ння рептгвноэкустичяих взпймодМ в 1деялып1Х крнсталах для р1зних д1апазоп1в ультразвуковых дов-яат хвиль. Наметились напрямки гаткористачпя цього явища для досл1дя:9иш реальшх. ираствл1в. Тому вивчетшл рептгепоакустич-но! взаемодИ в крнсталах, що м1стять р1зи1 структур'Щ дофекти, е актуальном, так як створие торедумовн розробки пових висо'ко-розд1лыгох рвнтгенотопогрзф1ч1гах 1 «сспрастшх ди^трактомэтричга!х метод1в структурно! д1агностшси рзалышх кристал!в.

Мэтою дано! роботи в теоретично досл1даслшя дифрэкцШшх ефвкт1в, як1 виншэють при роитгеиоакустичн1й взаемодИ в крнс-талах, що м1ст«ть р1зи1 структурн1 дефекта, зслфемэ:

1 .Визтчення закоиомХрностаЛ впливу парамитр1в ультразву-

косо! хит! на формувзиня дифрякцШппх гюбражень р1зного типу дислокацИ на секц1йпих 1 проекцШких топограмах в тонкому (цШ ) 1 товстому кристзлах кремн1ю; *

2.В1ишлэшш ноха]11зм1в формуватш дифракц1йного контрасту м1кродофокт1в типу вакансИ 1 ит1лвння в умовах рентгеноакус-тичиого резонансу;

3.В'лвчепия особлпвостей багятохвилъово! дкфракцИ в акус-тично збуджоному ристал!, лкиП м!стить одпом1ри1 згини атомпих гающин - екв1дас.тант1шП 1 сладкий по ексгюненцШюму закону.

Наукова новизна роботи визначяетъся сукуш11стю результата, сформульованих у висновках ло диспртацП 1 нриведешгох на за<\.1нчешл автореферата. (кнови! нор] результата дисвртац1йио1 роботи полягають в такому:

1 . Вперто доол1дя;он1 1 встановлвн! механ1зми формувашш дифракц1Пних зображень дислокэц1й р1зного типу та .^НентацШ в зэлоямост1 • в1д параметр1в ультразвуковой хвлл1. Характер! и<м е то, що при збуда;онн1 в 1срисгал1 ультразвукового хвильового поля з довяошою хбил! р1вн1й по значению «ксташсц1йн1й довжш1 (ре-зонянсний випадок), спостер1гаеться пом1т!Ю, а для детсих ор1-еитац1й дислокац1й 1 значне, зб1льшвння дислокацШюго контрасту аобрэження, а також його р1зиошдна трансформация.

2. Показано, що формування' ооОраакчшя "сткрчково!" дислокацИ в кристзл1 пром1зшо! токщпш (ц+.^'З), повн1стю шзначзеть-. ся селективним, резонансним п1дс1июшшм 1 подавлениям ультразвуком 1нт9рсфоренцШного проходхяння тих 0лох1всысих хв ль, для яких в1ддаль м!з; в1тками дисгмрсШю! поворхн! р1 ша акусгично-му хвильовому числу.

3. Впэрше досл1ди»но вплив ультразвукового поля на меха-н1зм м!жв1ткового розс1яння для модел! 72°-но1 нахилено! до по-верхн1 дислокацИ. Показано, що в характерна для даного вкладку трикутн1й област1 зображення дислокацИ. опостер1газться по-яиа додаткових м1жв1ткових 1нтер1|0ренц1йша смуг та р1ст 1'х 1н-

Т6НСИВН0СТ1.

4. Показано, що суперпозпц1я деформацШ гыштово! дислокацИ, ор1ентовано! паралвлъно вектору диФракцИ, 1 акустичного пап л при вюсоншш! умови резонансу веде до зм1ни екстинкцШга!

дошаган, hita1 d пэршому наблш;еш11 моасо бути описана сп1вв1дно-шеннлми puiiTrentiiCLicol геомвтрично! сптиси.

5. При павних значениях ампл!туди ультразвуку в умовзх рентгеноакустичиого резонансу, впорк« продейонстрована коютт-в1сть в1зуал1.зацН м1щ:юдэфокт1в, Я1с1 в ошчайтк умовах на рентген1всып1х гопограмах не проявляютъся. При цъому, розм!ри дифракц1йних зображонъ м1ь-родефент1в, сдерхагалх в точному бре- ' г1вс-ькому полож01ш1 дофакцИ, MiiBpcsMipKl б таита!, як1 тра-дицШга одоржувзлисъ на схил1 криво! гойдакня.

6.. Впорио дослЗдямно .вплив однот.ирнкх е;св1дистантного 1 експоненц1йного snails атомник шющш на рентгеноанустичпу вза-емод1ю в тонкому (ц-UI) i товстому (iJ.f'IO) кристалах Се для трихвпльово! дифракцИ (111, Т1.1). Остановлено, по при сп1вроз-Mlpmix параметрах деформац1й ультразвукового поля i екв1дас-тангного згину в умовах рентгеноакустачного резонансу в1дбуеть-оя 1нверс1я ефекту аномального поглинання - п1дсилення 1нтен-ciiBHocTi дифрагованнх хвиль. В той ara час експоневдИЬшй зпш приводить т1лыси до sMlmi умовя виконання резонансу 1 розмиттю ефекту аномального проходдания.

Наумова 1 практична иг:-там1сть роботи. 0держан1 в робот! дифракц1йн1 ефэкти, законом1рност1 i мэхагЦь/.я фориування диф-ракц1йних зображэш, piairoro типу 1 .-.ЯентацМ дислокац1й, вклю-чень, макродефоркац1йнкх пол! в можуть бути використан1 як для розробки нових високорозд1лыгох тс>погрйф1чних 1 дифрактометрич-них метод1в структурно! д1агностики кркстал1в, так 1 для по-дальшого розвитку дшам1чно1" xeopil розс1яшя ронтген1вських промен1в реалышми кристалачи.

Показана перспэктивнють використапня ультразвукового поперечного хвильвого пода, як свовр1даого зонду, для в1зуал!за-ц11 па рвнтген1вськкх топограмах м1кродефект1в, розм1ри дифрак-ц1йних зображеннь яких знаходяться на р1вн1 розд1лыю1 здатнос-т1, а ггакож 1 для д1ла спряг,иепкого керуваиня рентген!вським хвильовим полем в кристал1.

Ооновн! положения, go вшюсяться на захист.

1. МехакХзми -та законом1ряост1 формуззютя дифракц1йних зоСраженъ дислокаЩй р!зного типу та р1зних ор15нтац1Я в залеж-

hoctI в1д параметр1в ультразвуково! поперечно! стоячр! хвил! в 1фистал1 Si.

2. Результата теоретичних досл1даень впливу ^льтразвукових деформац1й в умовах рентгвноакустичного резонасу на екстин1сц!й-но-фазовий i MlKBlTKOEiift механ1зми розс1яння рвнтген1вських промен1в.

3. Можливост1 в!зуал1зац11 м1кродофект!в в умовах рентге-ноакустачного резонансу, дафракц!йн1 роглм1ри яких в звичайних умовах знэходяться на р1вн1 розд1льно! здатност1 рентгенотопо-граф1чних метод1в.

4. Законом1рност1 та механ1зми багатохвильового розс1яння ронтгоШвських промен 1е в умовах рентгвноакустичного резонансу при нэяшост! в кристал1 м.жродефэрмэц1й типу екв1дистантного та окспонвнцШного згину атомшх площнн.

Апроба»!я робота. Ochobhí результата досл1дхень, -що лягли и основу дисертацП. донов 1 дались 1 обговорювались на таких конфэренц1ях, парадах 1 сем!нарах: 2-й нарад! по всесоюзнШ м1квуз1вськ1й компл0ксн1й програм1 "Рентген" (Чорн1вц1,1987р.), 4-й всесоюзной нэрад1 з когерентно! взаемодИ випроиЦнвння з речовиною (Юрмала, 1989р.), 3-й народ! по всесоюзнМ м1игауз1всь-к1й ко1,шлоксн1й програм1 "Рентген" (Черн1вц1,1989р.), 4-й м1я-нородн1й конфэренцП з ф1зики 1 технологи тонких пл1вок (1ва-но-Франк!вськ 1993р.), кв!лейн!й конференцД 1нституту электронно! ф1зики (Ужгород 1993р.) 1 сем1нарах кафедри ФТГ ЧТУ.

Публ1кац!1. По тен1 дисертацП опубл1ковано 12 чаукових праць.

Структура 1 об'ем дисертацП. Дисертац1я склэдавться !з вотупу, трьох гЛав, зак1нчвня, списку л!тератури з 200 наймв-нувань Í додатку. Виклад зроблено на 155 стор!нках друкованого тексту, що м!стять 53 рисунка.

ОСНОВНШ ЗЙ1СТ РОБОТИ.

У вступ! обгрунтовувться актуальн1сть вибрано! теми дос-л1давнъ, сформульоБан1 мета i ochobhí задач! работа, II наукова н.иизна, практична значим!сть одержаних результат!в, подан! ос-

hobhI положения, що рииосяться lia захист, а такой в1домост1 тгро апробац1ю.

В перш 1.Й глав!, що являе собой огляд л1твратури по тем1 дисертацИ, виклядан1 ociiobhI полом пня динам!чно1 теорП диф-ракц11 рвнтген!вських промен1в в досконалнх 1 егготворених крис-талах. 3 огляду сл!дув, що твор1я 1 експериментальн1 метода [юнтген1всько1 топограф^ достатньо розроблен1, алэ воин мо~ жуть, в повн1Я Mlpl, бути застосован1 для досл!джвння дсфэкт1в кристал1чпо! структур« з швидкозм!нпими полями де.1«.рмац1й, зокрема ультразвукових коливань. Розгляд, проведених paulme ро-01т по досл1дяюнню 1фистал1в в умовах рентгоношсустичпого резонансу , вказав на нэдостатн1сть ь1домостоЛ про мохшИзмп форму-вання зображень слсромих. дефект 1в в пол! ультразвуку, хоча е думка про 1х натрив1альн1сть..

Приведений деталышй анал1з публ1кац1й, присвячених ЕОМ-моделюванню р1зпого типу одиничпих дэфект1в, на ochobI чисель-них мегод1в р1шення р1впянь Такаг1-Топена. Ыатематичпий анал!з пропонуе багато р1зних мвтод1в розв'язку системи р!внянь в чае-тишшх пох1дних шршого порядку. 1з cyieymiocTi в1домостей про точн!сть, ун!ф1кован!сть i експресн1сть методу ми зупшшлись на метод! розв'язку задач! Komi, що оазуеться на резкладL в ряд Тейлора. 3 трьох вар!ац!й цього методу шбряний пар1 ант пох1д-но1 на поло вин 1 ¡сроку 1нтегрування.

. ОсоОливу увагу прид1лено роботам по експериместальному за-стосуванню методу рентгеноакустичного резонансу, що дало крите-рИ для практично! оц1нки достов1риост1 виконаних в дисертацИ ро01т.

5 В друг! г. глав! приведен! результата досл1джень дахан!зм1в

та закономерностей фэрыуамшя рентгвн!всысого дифра1сцШ5ого

зображення дефект!в р1зного виду i ор!ентац11, в залеамост! в!д

параметр1в ультразвуково! хвил!, як то ампл!туди' W 1'довяппш

хвил1 Д.,,. ■

в

В першому параграф! пр1Швдено алгоритм розрахушу, обгрун-товано ваб!р кроку 1нт9грувакня та парамртр1в падаачо! реитге-• elBCbKOt XBOll. ' :

В другому параграф!, в якост! модол!, вибрйа 1срайова;'ДИс-

локац!я перпендикулярна вх.1дн1й 1 вих1дн1й поверхням кристалу 31 (в подалыаому "етирчкова" дислокац!я). 0соблив1стю тако! ор15нтац11 е те, ¡до функц!я" локальких розор1знтац1й а^(х,у) нэ эалежать В1д товщини кристалу, 1 формувяння рентген1вського зображешш проходить за рахунон ефекту внутр1ищього в1дбивання, яке спричинюе спецкф!чн! ефекти каналювання.

Зазначимо, що виб1р значень ампл1туд а зроблений з розра-ховано! ампл!тудно1 залежност1 ^(УО. яка наг осцилвдчий, зрос-таючий характер. Досл1дження, в залежност! в1д Д-Б, проводились на довжинах хвиль пропорц1йних довжмн! ексташкцП Л.

3 розрахованих плоскохвильових топограш для кристалу про-

м!жно1 товщшш ) сл!дуе, що в залежност! в1д параметр1в

ультразвуку, контраст "отирчково!" дислокацИ" мота суттево зм1-

нюватись. Найб1льш ц1кав1 ефекти спостер1гаються, для вкладку

Х=Л, як в с-бласт 1 слабкихе=1СГ8 (е - величина акустично! дэ-

—£

формацИ е=тоШв) так 1 для значшх деформадИ! е"'10 . Анал1з показуе, що слаб1 деформац!! приЕодять до значно швациого (в два рази) росту дафракцИйюго контрасту пелюсток дкслокацН, л1ж С лгу (ркс.1ь). По дальний р1сг К приводить, в ц1лому, до швидкого приги1чекня контрасту дислокацИ 1 розм!р!в И вияву. Велик! значения е розвшрвгш. оОЛаст1 поеного поглкнзння рзнтге-н!всысого випрогЛншання 1 подавлюютъ ефекти каналювання. Для промбанк значень е, рп1вров!,11рно1 по величин! з дпслокац!йною, внасл1док шр!одичного "шретпекання" дислокацИ по товцин!-кристалу, проходить викид !ктенсив'ност1 в сильно поглинаюч1 облает! 1 11 осцилюючмй розпод!л садов» площипи ковзання (рис. 1с).

В нерезонаксних випадасах пом!тного умирания розм1р1в 1 ро-. сту !нтенс1шност! пелюсток дослокацН кэ спостер1гзлосъ. При цьому в. короткохвильовому випадку подавления контрасту проходить пшидше 1 при яыХ проходить викид 1нтенсивност! в о0ласт1 а(г)>0, тобто зм1на контрасту пелюсток. Причиною особливостей залежност! дислокац!йного К021трасту в 1д Ае, напевно, е даспер-с!йний характер залежност1 довжини екстинкцП в1д сп1вв1дношен-ня Яв/Л 1 розщешгення дисперс1Яних в!ток.

Виявлен1 особливост1 формування аьшл1тудно -фазового зойра-жэння "стирчково!" дислокацИ для свкцШгаГ топограф!! в тонко-

•100

азл

^100 :'о х;то1ш

л, ><

г Д

Рис.1.Розрахушсов 1 шюскохв1Ц1ьов1 топограми дафршсцШюго котрас-ту "стирчковоХ" дислокацИ (|.|Д=3) у внгшдку Ла=Л: а) И=0; ъ) И'=0.01Й;- о) «=0,58. На топограм1 в) коеф1ц1ентп контрасту зС1льшен1 на порядок пор1вняно з а)-б).

150-

450

700

100 х.спкт

Рис.2.Розпод1л 1нтенсивност1 в плоилщ1 розс1яння, для крайово! дислокацИ паралельюЗС до поверхн1 у Еипэдку ЯВ=Л: а) ИМ}; ь) И-0.12. Дислокац1я в пучност! ультразвуковой хвил!.

му пристал!. Як 1 для внпадау товстого кристалу, р!ст V? пркво дить сгочатку до зросташш, в пот!м до подавления дифрэкц1йного зображення. Для резонансного ышадку при «=0.12 в центр! палатки Бормана мае м!сце 1СС№ зОХльшешш !лтонсивност1 1 складна трансформаЩя зображеиня - ловив подавления центрального и1ку на фоп1 росту боковых нелисток. Схожа сктуац.1я спостер!гасться 1 для А. =А/2, хоча поява в1щюшо великих п!к!в не т!льки но

с>

краях, але Я ь центр! ю дае змогу говорити про повиу в!дпов!д-п!сть. Довгохвильова область X паПменш чутлива до зм!ни зобра-зкення "стирчкоьо!" дислокацП.

Мэхш!зм формувашш дифракцХЯкого соображения для "стнрчко-во!" дисдокацХ! при д1! ультразвукового поля повнХстю визнача-еться амшйтудао-фазовиы розсЬншям.

В третьему параграф! розглядавться вкладок орХвятацП дислокацП, перпендикулярно! до шгощшга розсХяння, для яко! функ-ц!я ^(г) да ааяёлщть в1д координаты У. Тому мохшво повн1стю в1дтворювата картину зобрааення дислокац1йного контрасту, що мае внгляд характерного "прожектора", розрахушеами в площнн! розе!линь (рис.2а).

Для даного випадку ор1внт8цПХ дислокацП носе хвильове поле рашвнюв трикуткик з вершиною в точц! пвротииу ос! дислокацП 1 площши розс1яшш' ! розхшюм промен!в 20^. 1з аналХзу розрахушових розпод1л!в !нтенсивност1 сл!дуе, що р1знкця фаз м!х блох!вськими хьилями залежить вХд в1дстан! до дислокацП. В окол! ос! дислокацП П пружне поле приводить до появи додатко-вих екстшжц1йних коятур1в, 1 в деяких випадках до значного росту 1птенсивност1 дислокацШюго "прожектора" (рис.2ь).

Проведен1 досл1дження для дислокац!й, що розм!щен! в вузл! ! пучност! ультразвуковой: хвил!, а також то р1зному залягать по товщин! кристалу ! в!дносно кра!в палатки Бормана.

Четвертая параграф присвячешй досл1дженню вшшву ультразвуку на м1жв1тковв розс1яння. Для 72°-но! наклонно! дислокацП при формуванн! рентген1вського динам1чного зображешя на перший план виступають ефекти ХнтерференцП хвиль, що слабо поглинаю-ться, як1 належать старим 1 новим, народженим на дефект1, полям. Зосражекня формуеться в характерн!й для дано! ор!ентацП

тртсутнШ облает!, яку ст1Яка до вшшву нбреаопанеш* д1У. ультразвуку. Не ам1ншться розм!ри "тршсугншса" 1 при умов1 Х^-Л, алв пом1тно зм1нюеться облаоть/прояву м1йв!гкового розсШшя. Проходить зб1льшош1я числа окстшгкцШшх СитПв 1 зростае П ЮТепснипсть . Рлачн! амггл1тудн уп8 спрячшкиоть отгкноня ди-нам1чно1 1 "пром!:и-гоТ" складовоХ днс:л0кац1йн01'0 контрасту, при шзм1ннсму зросталн! Иггоиснвност! прямого к1нгматичного возражения .

В цьому ж параграф! розглянута 60°-на днслокац1я пара.мль-па вх1дн1й поверхн1, для яко! 0<Шт)<1. Досл!джения проводились в зэлеяаюст! в!д глиоипп ззлягаиия дислокацИ 1 показали, що вс! розгляиут! мман!зми фэрмувашя контрасту котсурувть м1ж собою при створеш! зображення дгшо! дислонацИ в умовах д15! ультразвуку.

П'ятий параграф в1дведвниЛ для розгляду зобраямння гиш-товс.1 дислокацИ, яка парэлелъпа вектору ди$ракц1Л. Умотаю в!сь дислокац]! д!лить тротсутшпс Бормана па дв1 област1 до ронтгоно-акустична взаемод1я проходить по р!знсму. В нижней, в1дпосно напрямну розпсвсюдкення облает! при втюиаш11 умови резонансу. гЛдСуваеться змвгененяя тэр1од1в маятшпеових смуг. Показано, 1до для встановлэння величини' приросту вкстинкц1йно1 довжини мо-жливе прим1нв1шя в торшому наближеня! еп1вв1дношень геометрич-но! оптики рвттен1всыеих хвиль.

Метою проведений в шостому. параграф! досл1джепь оуло вста-новлешя мояошБост1 застосувашш ультразвуку, як своер1дного зонду,'для п!дсилеш1я контрасту ! для зб1лыпення розм1р!в диф-ракц!йно1 област1 прояву, невидимих р ввичлЯних умовах м1кроде-фейт1в.

Разрахунок ироводився в плоскохвильовоыу наближеши для г1потетич1шх включень з параметрами: рад!ус 0.16 т'.ги; +0.05; розм!щения поблизу як вх!дно1, так 1 вих1дно1 поворхопь; МоКа-випром1нення; в1дбиваш!Я (220) 1 (660); Т=200 т!ап.

Для б1льш точних як1сних оц1лок використовувались одном1р-н1 горетшш 1нтенсивност1 в основ1 палятки Бормана (рис.3). ОцЛнка привадених розпод1л1в 1ь(х) в точному положв!ш1 вшивания (рис.За,ь) виявляв так! суттвв!.детал!: зб1лыивння фоно-

1.07

-0.10

Я=0.05А

л!

Г

-40 -10 20

£0

1 30-1

0.60

«»<" -0.10

«=о.оаА

#

»=0

--

60

90 120 150

Ь)

о.зо

0.15

Ш

»=0.1А I V ----|

0.00

и/

-30

13

35

с)

0.65

9.38

1Ъ

, *к» -0.10

*-0.и »

—V__^Ч.'^'Ч.'^ ^ -

»-о

АЛ

мг

-»

-13 ' 33

Л)

85

Ркс.З.Гозпод1л 1нтенсишост1 в основ! палатки Бормана

для точного положения в1д0иваниа а) (220); ь) (660); о)-4) в!дпов1дно на схил! криво! гойдашя.

во! 1нтенсив1:ост1 в .40 раз!в 1 р1сг 1нтенсив1юст1 к1немчтичного зображення над фоновом в 1.5 рази при «=0.052; значно зС1лылу-вться контрастн!сть динам1чно! складово! зображення включения. В загальному ситуаи1я аналог1чна випадку, коли точка збудження знаходиться на схил! криво! гоЯдання. Тут особлнвост1 впливу ультразвуку проявляться не т1льки у зб1лыпенн1 1нтенсивдаст1, а 1 в виявлеин1 тонко! структури зображення (рис.З.с) 1 зб1ль-шенн! II" контрастност1 (рис.3<1). Ультразвукоке деф-.рмацШм поле пригн1чуе когерентну складову розс!яння 1 п1дсилюе не коге-рентну. До того ж зображення мЗкродефекта таке, н!би точка збу-дження знаходиться не в точному в1дбиваючому по ложе шИ, а на схил1 криво! гойдання.

Тратя глава прясвячена теоретичному досл1дл:енню впливу на рентгеноакустичну езззмод1в макродеформэц1й типу ©1гв1дистаптао-го 1 експоненцШного згину атошмх пловдш у випадку трихвяльо-во! дифракцИ (111,Т11) яте в тонко?.;у (|и<1>, ток 1 в товстому

0) кристалах се. Досл1дження особливостей багатохЕильового розс1яшш на одномЗрному сумарному дзфорыац1йному г.ол1 зд1йснв-валось з допомогою числового р1шегаш системи р1внянь Такаг!. Бивчен1 особливост! поЕед1шси 1нтенсивностей ди^раговаких хвиль при р1зних ор1ентац1ях вектора зм1щэшш акустично! хвм1 в площкн1 трихвильовпх вектор1в дифракцП. Виявлено, и;о як для тонкого, так 1 товстого кристален екв1дистачтний згин зтомних площин, при ср1ентзц1! вектора П 1 Н^д - вектору зв'язуючого в1дбивання, приводить до суттево! зм1ни характеру рентгеноакус-тичноГ взаемодИ. В тонкоку кристал1 в!дбувзеться перерозпод1л 1итенсивност1 в област1 кристалу , да вико"усться умова резонансу. В товстому кристал1 - 1нверс1я ефекту аномального подав-лепня (рис.4). Для 1нших ор1еятац1й ТТ по в1дтошенню до ^ мае м!сце зм1щення 1 розжфвння характерних провал!в для дано! три-хвильово! дифракцП. Для спадного по експоненцШюму закону згину атомних площин багатохвильовий ефокт рентгеноакустичного резонансу но т1льки послаблюеться, ала зм1щуться в короткохви-льову область довжин ультразвуку. Показап, що при певному ви-бор1 напрямку О мохяа керувати процесом подавления 1нтенсивнос-т! тих чи 1лших дифрагованих хвиль.

Рис.4. Залежност1 1нтенсйвностей {^(^/Л) для щ=10, при

UiHg20 у випадку a(z)=psin(2iczAs)+kpz, де р=0.25 Ю-5 a) k=Q; b) k=0.3; о) k=0.8.

ОСНОВ!! I РЕЗУЛЬТАТИ I ВИСНОВКИ.

1. РозроОлона методика математичного моделювання рентгэ-н1вського дифракцИйюго зображэння дефокт1в у ишадку дП на кристал. акустичноТ хвил!. Адаптован1 алгоритм« чиселыгого роз'язку фундаментально! сисгеми р1внянь динам1чно1 теорП для суперпозицИ плпвних швидкозм1шгах яол1в дэформац1й, розпод1лэ-них по об'ему кристалу.

2. Впоршэ встановлен1 мохш1зми формування дифракц1йних зобрзжень дислокацИ! р1зного типу та р!зних ор1ентац1й, в за-Л0жност1 в1д парамэтр1в ультразвуковой хвил1. Характерним с тэ, що в резонансному випадку Я3=Л в1дбувэвться пом1тне зб1льшешя дислокац!йного контрасту в1дносно фону а також р1зновидна трансформац1я зобраимння в залелшост1 в1д механ1зм1в його формування, притаманних р1зним видам дислокаций. Встановлен1 за-коном1рност1 пропонуеться використати для вдосконшгоння тради-ц1йно1' ронтген1всько1' топографП та розроОц} нових метод!в дос-Л1ДЖ9ННЯ структури.

3. Показано, що в кристэл1 ггром1жно! т<>пщини при наявност1 "стирчковоУ дислокацИ, характер дифрэкцШюго роз-С1ЯШ1Я пови1стю визиачаеться селэкт^^ним,' рвзонансшм п1дсилен-ням 1 подавлениям ультразвуком 1нтерф9р<знц1йного ' проходкення тих блох1вських хвиль, для яких в1ддапъ м1я в1тками дисперо1Я-но! поверхн! р1вна акустачному хвильовому числу.

На свкцШшх топограммак, рограховагаи. для тонкого кристалу <цг*1) в облает! ампл1туд улмрпзвуку ОогсоиХ в резонансному випадку, в основному, збер1гавться ампл1тудно-фазовий мвха-н1зм формування зобракення, а при »#0.58 проходить його повне подавления,'

4. Для дислокацИ, перпендикулярно! до площпял розс1яння, екстинкц!йно-<5азовий: механизм формування зобраимння значно уск-ладнюеться д!ею ультразвукового поля» Нов1 хвильов1 поля, народен! деформац1йшш полем дислокацИ та ультразвуку, знахо-дяться у б1лып повн!й фазов1й в1дпов1диост1 в пучност! ультра-звуково! хвил1, в пор!внянн! з И вузлами. Цэ приводить до

зб1лыцешш на порядок 1итенсивност1 дислокацШшго "прожектора" 1 ггропонуеться для процизШюго встановлетм м^сця залягашш даслокацИ з точн!сти до п!вдобшни ультразвуков«I хвил1. В м! -ру загального послабления екстигасцШюго контрасту з товщиною, роль фазового механ1зму формування вооружения значно зростае, що приводить до горевазаюго росту 1нтеисишост1 прямого 1с1немэ-тичного зобр.'ження дефекту.

5. Вперше проводено досл1джоння вилкву ультразвукового хшльового поля на мехзн!зм м1л®!исовсго розоШтя для шдел! 72°-но! нахилапо! даслокацИ. В характерна для дашюго випадку трикутнШ облаег1 зобрагиення даслокацИ, спостор!гаеться поява додаткоЕшх м1яяч!тиових !нтерфервнц№г,и ему г та р!ст !х !нтен-С.КЕН0СТ1. Заувааиш, цо р1с-т и приводить до пригн1чення дина-м1чного 1 "пром1нюго" эооразвння 1 одночасного п1дс;июння прямого к1н0матичного, при зг5арояи1ш1 загалышх розм1^!в зобраакш-ня трикутао! облает!.

Для 60°-ио1 даслокацИ в кутом м!:ц (Нлт.)=30°, що паралоль-на до вх1дно! поверхн! 1 знаходаться у пром1аа'юму тгалоа;енн1 м1ж нахиленою 1 гк.ралелыюю до вх1дао1' поверхн! у .(Нг)=0 дислокациями, спостер!гаеться зм!шаний мэхаШг.м формування зображення.

6. Досл1джено вплив рентгеноакустично! взаемодИ на формування заОраження гвинтово! даслокацИ, яка знаходаться в "особливому" положены! - в напрямку вектора ди|ракцИ. Встановлепо, що супэрпозиц1я акустичного 1 даслокац!йного пол1в деформац1й веде до зм1ни екстинкц1йно! догакини, яка в першому ш. ¡лиженн! може Оуш описана сл1БВ1даошенняш рентген 1бсько1" геометричтюТ оптики.

7. Вперше продчмонстрована мсадаш1сть, в умовах реитгено-аустичного резонансу говно! аипл1туди «?, в!зуал!ззцИ включень, як! в звичайних умовах на топограммах не проявлялись. Розм1ри дифракцШюго зображення включень, одержан! при в точному положены! в!дОнвання, сп!врозы1рн1 з такими, як! одержуються на схил1 криво! гойдання. Це дослгасться шляхом подавления когерентно! складово! розс!яння 1 п1дсилвнням рол1 некогерентно!, при характерному для тонкого кристалу зб!льшэнню фоново! 1нтен-св^ност!. Тип включень не вяливае на загальнк! р!ст фоново!.

динам1чно! та к1немэтично1 складових зображення. В1дм1частьсЯ' б1лъш перотектаию вшористшия, в план! в1зуал1зац1"£. нввидишх в звичайних умовах вюшчень, в1дбивань висот1х поряди1в.

8. Вперше теоретично досл1джеио бшшв на ультразву1Сову взаемод1ю в умовах резонансу вкв1дистантного зпшу атомних плотин кристалу се у випадку трихвильово! дифракцП (111,Т11). Встановлено, що при орШггацП вектора змПцеиь и 1 Г^цд з ростом иг в1дбуваегься 1нверс1я ефекту аномального подавления 1н-тенсивностей дифрагованих хвиль. При 1нших ор1внтац1ях вектора Т7 в площин 1 трихвильових вектор1в дифракцН спостер1га8ться-зм1ще1шя 1 розширення провалу 1нтенсивностай в корокохвильову область ДОВ1КИН ультразвуку.

9. Показано, що при нэягкост! в кристал1 експонвнц1йно спадного поля вм1щень багэтохшльовий ефект рентгеноакустпчного резонансу псслчСлюеться при любих ор1ентэц1пх вектора О в в1д-ношенн1 до Н^. Вибором напрямку и можна керувати процесом подавления тих чи 11ШЯХ дифрагованих хвиль.

Оснош! результата дисэртацИ опубл1кован1 в таких наукових працях:

1,Раранский Н.Д., Фодчук И.И.Струк Я.М., Новиков С.Н.

Многоволновне эффекты порокачки интенсивности в кристалле Се, ■ находящемся в иоле ультразвуковой полны.- 2-га нарада по все. союзи1й м!;квуз1всыс1Я ксмшюксн1й програм1 "РЕНТГЕН", Тезг

допов1дей, Сревян, 1987, с.132-133. З.Раранский К.Д., Фодчук И.И., Струк Я.М., Новиков С.Н, Та-щук О.И. Многоволновая дифракция рентгеновских лучей а кристалле с акустическим полом смещения.- Известия вузов.Серия физика., Томск, 1988, 19с., ил., Оиблиогр.12 нззв, (допоии-ровано в ВИНИТИ 24.0В.1988, }К>012-В88). З.Раранский Н.Д., Фодчук И.М., Струк Я.М., Новиков С.Н. Трех-волновая (1I!,Т11) дифракция рентгеновских волн в кристалле Ое с периодическим полем смещений,- Металлофизика, 1988, Т.10, ле, с.59-63.

4.РаранскиЯ H.Д., <Гч>дчук U.M., Струк Я.М., Со pro о с В. Н., Новиков С.Я. Особенности нноговсишовой дифракции рентгеновских лучей в 1фисталле о периодическим шлем смещений.- 4-та всесоюзна парада но кигорентнШ взасмодИ винромХиення з речови-ною, Тези дошвХцей, Москва, 1933, с.66.

6.Раранский It.Д., Фодчук U.M., Струк Я.Ы., Сергеев В.11.,Ноьи-KOU С.Н. Аномальное приховдение ряитгенопских лучей в случае трехволношй (111,11!) дифракции в кристалле с акустическим нолем смещения.- Кристаллография, 103Э. т.34. впп.6. с.1063 1565.

С.Повикоп С.Н, FapaiicKiin H.Д.-, Струк Я.П., Cepj'oes E.H., Фод-чук U.M. Трихволновая дифракция рентгеноиасих лучей в 1фис-таллах с периодическим полем деформации.- 3-тя парада по всесоюзна! м1яшуз1всыс1Я комплекс«ifl програм! "РЕНТГЕН", Тези допов1дей, Среван, 1939, c.SG.

7.Новиков С.Н, РарзнскиП II.Д., Сергеев D.H., Струк Я.М., Фод-чук И.М. Экспериментальное изучение многоволнотзих эффектов в кристаллах с акустическими деформациями.- 3-тя парада по всесоюзна м1а»уз1всы;1Я комплексна nporpawl "РЕНТГЕН", Тези допов!дей, Среван, 1989, с.90.

5.FodcHuk I.M., iîaranslty N.D., nt.n.ik Y.M., Sergoyf.'v "V.U, Kovi-kov 5.H. X-Ray AoouBtio effot.u in Kultiplé-Ъеаш Complanar Difraotion.- Aota oryetallo^r. A., 1990, v.46, Sup. C-435.

9.Raranaky N.B., FodoUui; 1.Ы., GimcViineky A.C., HowiUow S.TJ. Korovjanko O.J. X-ray diffraction topography of oryot il de-, feots using acoustic excitation.- 4-та мймародка копфоренц1я з ф1зики 1 технологи тонких пл1вок, Тези допов1дэй, 1вано-Франк1вськ, 1Ö93, с.224.

Ю.Раранский Н.Д., Фодчук U.M., Носиков С.Н., Коровяшю О.Ж. Влияние ультразвука на формирование контраста дислокаций.-Металофизика, 1993, т.15, йй, с.45-48.

П.Раранский Н. Д.,Фодчук И.М.,Гимчш1ский А.Г..Сергеев В.К., Струк Я.М., Новиков С.Н., Шафраник В.П. Влияние акустических деформаций на муаровые картины.- Металлофизика, 1993, т. 15, Ä2, с.72-79.

12Саранский H.Д., Фодчук И.М., Иоников С.Н., Коровянко О.Ж.