1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования
  4. № 10, 2023

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2023, № 10, стр. 59-68

Метод определения ориентации монокристаллов и калибровки энергии рентгеновских лучей при помощи спектра дифракционных потерь

Н. Б. Климова a, *, А. А. Снигирев a, **

a Балтийский федеральный университет им. Иммануила Канта
236014 Калининград, Россия

* E-mail: klimovanb@gmail.com
** E-mail: anatoly.snigirev@gmail.com

Поступила в редакцию 25.12.2022
После доработки 28.02.2023
Принята к публикации 28.02.2023

Аннотация

Потери интенсивности прошедшего излучения за счет паразитной дифракции (глитчи) – неотъемлемое свойство монокристаллической рентгеновской оптики. Этот эффект может привести к ослаблению излучения, вплоть до его полного исчезновения. Потому понимание эффекта дифракционных потерь является необходимым для любых экспериментов, в которых применяется монокристаллическая оптика. В настоящей работе представлена теория формирования глитчей, а также продемонстрировано ее применение для определения ориентации и параметра решетки оптических элементов, изготовленных из монокристаллического алмаза. Была обнаружена систематическая ошибка в определении абсолютной энергии рентгеновского излучения, возникающая за счет неточной настройки монохроматора (ошибка определения абсолютного угла 2θ). Описываемая ошибка очень часто возникает в процессе эксперимента в результате того, что определение абсолютного угла наклона кристалла монохроматора – технически сложная задача. Одновременное определение ориентации и параметров решетки исследуемого образца вместе с компенсацией систематической ошибки в настройке монохроматора позволило значительно улучшить точность обработки полученных данных.

Ключевые слова: дифракционные потери, рентгеновские глитчи, монокристаллы, составные преломляющие линзы, настройка монохроматора, абсолютный угол монохроматора, ориентация кристалла, параметр кристаллической решетки.

Список литературы

  1. Dobson B.R., Hasnain S.S., Morrell C., Konigsberger D.C., Pandya K., Kampers F., Van Zuylen P., Van Der Hoek M.J. // Rev. Sci. Instrum. 1989. V. 60. P. 2511. https://doi.org/10.1063/1.1140715

  2. Rowen M., Wong J., Tanaka T. // J. Phys. IV France. 1997. V. 7. P. C2. https://doi.org/10.1051/jp4/1997208

  3. Polikarpov M., Emerich H., Klimova N., Snigireva I., Savin V., Snigirev A. // Phys. Stat. Sol. B. 2018. V. 255. P. 1700229. https://doi.org/10.1002/pssb.201700229

  4. Zhang Q., Polikarpov M., Klimova N., Larsen H.B., Mathiesen R., Emerich H., Thorkildsen G., Snigireva I., Snigirev A. // J. Synchrotron Radiat. 2019. V. 26. № 1. P. 109. https://doi.org/10.1107/S1600577518014856

  5. Bauchspiess K.R., Crozier E.D. // EXAFS and Near Edge Structure III. Springer Proceedings in Physics. V. 2 / Ed. Hodgson K.O., Hedman B., Penner-Hahn J.E. Berlin–Heidelberg: Springer, 1984. P. 514. https://doi.org/10.1007/978-3-642-46522-2

  6. Van Zuylen P., Van Der Hoek M.J. // Proc. SPIE. 1986. V. 0733. P. 248. https://doi.org/10.1117/12.964917

  7. Van Der Laan G., Thole B.T // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 1988. V. 263. P. 515. https://doi.org/10.1016/0168-9002(88)90995-3

  8. Kononenko T.V., Ralchenko V.G., Ashkinazi E.E., Polikarpov M., Ershov P., Kuznetsov S., Yunkin V., Snigireva I., Konov V.I. // Appl. Phys. A. 2016. V. 122. P. 1. https://doi.org/10.1007/s00339-016-9683-9

  9. Tang Z., Zheng L., Chu S., Wu M., An P., Zhang L., Hu T. // J. Synchrotron Radiat. 2015. V. 22. P. 1147. https://doi.org/10.1107/S1600577515012345

  10. Monochromator Crystal Glitch Library. Available online: https://www-ssrl.slac.stanford.edu/~xas/glitch/ glitch.html (accessed on 16 March 2021).

  11. Samuel M., Wallace, Marco A.A., Gaillard J.-F. An Algorithm for the Automatic Deglitching of X-Ray Absorption Spectroscopy Data. License CC BY-SA 4.0 2020.

  12. Sutter J.P., Boada R., Bowron D.T., Stepanov S.A., Díaz-Moreno S. // J. Appl. Crystallogr. 2016. V. 49. P. 4. P. 1209. https://doi.org/10.1107/S1600576716009183

  13. Abe H., Aquilanti G., Boada R., Bunker B., Glatzel P., Nachtegaal M., Pascarelli S. // J. Synchrotron Radiat. 2018. V. 25. P. 972. https://doi.org/10.1107/S1600577518006021

  14. Klimova N., Yefanov O., Snigirev A. // AIP Conf. Proc. 2020. V. 2299. P. 060016. https://doi.org/10.1063/5.0030507

  15. Klimova N., Yefanov O., Snigireva I., Snigirev A. // Crystals. 2021. V. 11. № 5. P. 504. https://doi.org/10.3390/cryst11050504

  16. Klimova N., Snigireva I., Snigirev A., Yefanov O. // Crystals. 2021. V. 11. № 12. P. 1561. https://doi.org/10.3390/cryst11121561

  17. Klimova N., Snigireva I., Snigirev A., Yefanov O. // J. Synchrotron Radiat. 2022. V. 29. P. 369. https://doi.org/10.1107/S1600577521013667

  18. Программы для расчета глитчей в монокристаллической рентгеновской оптике: https://github.com/ XrayViz/Glitches.

  19. Yefanov O., Kladko V., Slobodyan M., Polischuk Y. // J. Appl. Crystallogr. 2008. V. 41. P. 647. https://doi.org/10.1107/S0021889808008625

  20. Authier A. // Dynamical Theory of X-Ray Diffraction. Oxford University Press, 2003. P. 661. https://doi.org/10.1093/acprof:oso/9780198528920. 001.0001

  21. Snigirev A., Kohn V., Snigireva I., Lengeler B. // Nature. 1996. V. 384. № 6604. P. 49. https://doi.org/10.1038/384049a0

  22. Schroer C.G., Lengler B., Benner B., Kuhlmann M., Guenzler T.F., Tuemmler J., Rau C., Weitkamp T., Snigirev A., Snigireva I. // Proc. SPIE. 2001. V. 4145. P. 274. https://doi.org/10.1117/12.411647

  23. Polikarpov M., Snigireva I., Morse J., Yunkin V., Kuznetsov S., Snigirev A. // J. Synchrotron Radiat. 2015. V. 22. P. 23. https://doi.org/10.1107/S1600577514021742

  24. Micro Usinage Laser. Available online: http://micro-usinage-laser.com/ (accessed on 16 March 2021).

  25. New Diamond Technology. Available online: http:// ndtcompany.com/ (accessed on 16 March 2021).

  26. Element Six Ltd. Available online: https://www.e6.com/ (accessed on 16 March 2021).

  27. Terentyev S., Blank V., Polyakov S., Zholudev S., Snigirev A., Polikarpov M., Kolodziej T., Qian J., Zhou H., Shvyd’ko Y. // Appl. Phys. Lett. 2015. V. 107. P. 111108. https://doi.org/10.1063/1.4931357

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал