中華人民共和國國家標準
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(fā)生X光衍射。利用計數(shù)器探測衍射線，根據(jù)衍射線出現(xiàn)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(jīng)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(shù)；
d—衍射晶面間距，。
d=a／√h2+k2+l2 ……………………………………………⑵
式中：a—晶格常數(shù)，a=5.6575（Ge）；
h,k,l—晶面指數(shù)（密勒指數(shù)）。
入射X光束，衍射X光束和衍射面的法線在同一平面內(nèi)，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(shù)晶面發(fā)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(shè)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(shù)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(jù)大致確定的主晶面的晶面指數(shù)，查表或計算相應的衍射角θ（布喇格角）。
4.1.3 計數(shù)管置2θ角位置。
4.1.4 試樣臺置θ角位置；調(diào)節(jié)試樣臺繞主軸轉(zhuǎn)動，使衍射束的強度*大，記錄試樣臺讀數(shù)刻度盤上的數(shù)值（即掠射角）Ψ1。
4.1.5 試樣以自身法線為軸。順時針轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動90°角（此時相對初始位置轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動90°角（此時相對初始位置轉(zhuǎn)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(jié)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(jù)需要應寫入的內(nèi)容。
7 **度
一般本標準可達到的精度不劣于±15′。
附錄A
關(guān)于鍺單晶晶向X光衍射測定方法的**規(guī)定
（補充件）
A1 X光對物質(zhì)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?shù)淖陨砘謴蜋C能，在不超過規(guī)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*大允許**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，*好穿帶防護衣，帶鋁玻璃眼鏡。按國家有關(guān)規(guī)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(yè)部、中國有色金屬工業(yè)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(fā)布 1984-12-01實施
