中华人民(mín)共和國(guó)國(guó)家标准
锗单晶晶向X光衍射测定方法 GB/T5254-85
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本标准适用(yòng)于测定锗单晶棒及片的晶向。
1原理(lǐ)
当一束波長(cháng)為(wèi)λ的单色X光入射到单晶表面，与晶體(tǐ)主晶面之间的掠射角θ符合布喇格定律时，将发生X光衍射。利用(yòng)计数器探测衍射線(xiàn)，根据衍射線(xiàn)出现的位置，可(kě)以确定晶體(tǐ)的主晶向。应用(yòng)X光定向仪测定锗单晶的晶向，一般使用(yòng)铜靶的Ka辐射，经过镍滤光片，可(kě)以获得近似的单色X光，波長(cháng)λ=0.154178nm。
布喇格公式：
adsinθ=nλ …………………………………………………⑴
式中：θ—布喇格角（掠射角），度（分(fēn)）；
λ—X光波長(cháng)，λCuKa=0.154178nm；
n—干涉级，正整数；
d—衍射晶面间距，。
d=a／√h2+k2+l2 ……………………………………………⑵
式中：a—晶格常数，a=5.6575（Ge）；
h,k,l—晶面指数（密勒指数）。
入射X光束，衍射X光束和衍射面的法線(xiàn)在同一平面内，衍射X光束与透射X光束的夹角為(wèi)2θ。
测量原理(lǐ)见图1。
图1
采用(yòng)CuKd辐射為(wèi)入射X光束时(λ=0.154178nm)，在锗的低指数晶面发生衍射的布喇格角（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 试样
对被测面无特殊要求，光滑平整的良好切割面即可(kě)。单晶棒生長(cháng)轴晶向的测定，应使被测面垂直生長(cháng)轴。
3 测量仪器和设备
3.1 X光定向仪
定向仪主轴应与X光入射束严格垂直，试样台位置读数精度為(wèi)5°。
3.2 X射線(xiàn)防护装置
4 测量步骤
4.1 锗片晶向偏离角的测定
4.1.1 初步确定晶片被测面的大致晶向，将锗片置于真空吸气试样台上（或弹簧试样台上）使被测面与X光入射束垂直（即被测面平行定向仪主轴）。
4.1.2 根据大致确定的主晶面的晶面指数，查表或计算相应的衍射角θ（布喇格角）。
4.1.3 计数管置2θ角位置。
4.1.4 试样台置θ角位置；调节试样台绕主轴转动，使衍射束的强度*大，记录试样台读数刻度盘上的数值（即掠射角）Ψ1。
4.1.5 试样以自身法線(xiàn)為(wèi)轴。顺时针转动90°角，重复4.1.4条，并记录此时的掠射角Ψ2。
4.1.6 试样以自身法線(xiàn)為(wèi)轴。顺时针转动90°角（此时相对初始位置转动了180°角），重复4.1.4条记录此时的掠射角Ψ3。
4.1.7 试样以自身法線(xiàn)為(wèi)轴，顺时针转动90°角（此时相对初始位置转动了270°角）重复。
4.1.8 记录此时的掠射角Ψ4。
4.2 单晶生長(cháng)轴的晶向偏离角的测定
4.2.1 单晶棒固定在夹具上，并安放在定向仪的主轴上使被测面垂直X光入射束（即晶體(tǐ)生長(cháng)轴垂直定向仪主轴）。
4.2.2 按4.1.2~4.1.7条步骤进行测量。
5 结果的计算
5.1 计算晶向偏离角的水平和垂直分(fēn)量α和β。
α=(Ψ1－Ψ3)/2 ………………………………………⑶
β=(Ψ2－Ψ4)/2 ………………………………………⑷
5.2 计算晶向偏离角Ψ
tgΨ=(tg2α+tg2β)1/2 …………………………………………⑸
当Ψ<5°时，上式简化為(wèi)
Ψ=(α2+β2)1/2 ………………………………………⑹
6 测量报告
a.试样编号。
b.属于或接近的晶向。
c.晶向偏离角在水平和垂直方向上的分(fēn)量α和β。
d.晶向偏离角Ψ。
e.操作人员及日期。
f.根据需要应写入的内容。
7 **度
一般本标准可(kě)达到的精度不劣于±15′。
附录A
关于锗单晶晶向X光衍射测定方法的**规定
（补充件）
A1 X光对物(wù)质有(yǒu)一定的穿透能(néng)力，射入人體(tǐ)会杀伤细胞，使人體(tǐ)组织受到一定的损伤。由于人體(tǐ)有(yǒu)相当的自身恢复机能(néng)，在不超过规定的照射剂量时，受害的细胞组织可(kě)以很(hěn)快恢复机能(néng)。一般全身照射的每周*大允许**剂量為(wèi)01雷姆(rem)，实际正常操作遠(yuǎn)小(xiǎo)于这个剂量。
A2 工作时，在X光主光束方向不应有(yǒu)任何人员，操作人员不应用(yòng)手去拿(ná)试样，更不能(néng)在主光束方向观看。
A3 操作人员工作时，*好穿带防护衣，带铝玻璃眼镜。按國(guó)家有(yǒu)关规定，定期进行身體(tǐ)检查。
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附加说明：
本标准由中华人民(mín)共和國(guó)冶金工业部、中國(guó)有(yǒu)色金属工业总公司提出。
本标准由北京有(yǒu)色金属研究总院负责起草(cǎo)。
本标准主要起草(cǎo)人翟富义。
國(guó)家标准局1984-01-17发布 1984-12-01实施