一種SiC晶體單色器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于高分辨X射線衍射儀的SiC雙晶或者四晶單色器。以6H-SiC單晶(0006)晶面（Si面或者C面）或者4H-SiC單晶(0004)晶面（Si面或者C面）作為衍射面，通過一塊U形結構晶體（U形結構晶體的內(nèi)壁作為兩個衍射面）的兩次或者四次衍射，分別構成SiC-雙晶或者四晶單色器；或者通過兩塊U形結構晶體的四次衍射，或通過兩個或者四個獨立晶片的兩次或者四次反射，構成SiC-雙晶或者四晶單色器，從而獲得僅含有Cu?Kα1的衍射線。與Ge(220)雙晶或者四晶單色器相比，包含6H-SiC(0006)或者4H-SiC(0004)的雙晶，四晶單色器對Cu?Kα1的分辨率以及衍射效率均顯著提高，可增加單色器的衍射強度，縮短高分辨X射線衍射儀的分析、測試時間。此單色器也適用于Fe靶、Co靶的X射線光源的單色化。
【專利說明】—種SiC晶體單色器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種SiC晶體單色器，特別涉及高分辨X射線衍射儀的SiC晶體單色器。
【背景技術】
[0002]X射線衍射儀是提供材料結構分析的無損傷探測儀器，單色器是X射線衍射儀的關鍵部件。根據(jù)分析目的不同，X射線衍射儀的單色器大體上分為兩類:一類是用于粉末樣品結構分析的單色器，如:高取向熱解石墨彎晶單色器。X射線先通過樣品再通過石墨單色器，因此這種單色器又稱為衍射束單色器。石墨單色器可以去掉連續(xù)X射線和X射線熒光背底及Ke輻射(一般實際使用時是用Ni濾波片去除連續(xù)X射線和X射線熒光背底及Cu的K0輻射)，而不能去掉K α 2輻射，由計數(shù)器檢測給出K α的雙線衍射峰。這類單色器的特點是衍射效率比較高，一般在24-30%范圍。
[0003]另一類單色器作為高分辨X射線衍射儀的附件，一般用于單晶搖擺曲線或者薄膜的結晶質(zhì)量、成分、厚度等分析。X射線先經(jīng)過單色器，再通過樣品，這類單色器又稱為入射束單色器。上個世紀七十年代發(fā)展起來雙晶衍射技術，初期制作的單色器包含兩塊晶體，使用一塊平晶單色化X射線輻射，然后再通過待測的單晶樣品，進行單晶樣品搖擺曲線的測試。如果待測單晶樣品與第一塊平晶為同一種晶體(即它們有相同的Bragg角)，在兩塊晶體合理放置的情況下，可以在與入射束平行的方向進行探測，獲得高強度、高分辨的單晶搖擺曲線的分析結果。相反，如果待測單晶樣品與第一塊平晶屬于不同種類的晶體且其d值相差很大，則由于波長色散效應，分辨率大大降低了，使得搖擺曲線寬化嚴重。在這種情況下，需要更換第一塊平晶，光路重新校準后，才能進行高精度的測量，操作十分繁瑣，因此限制了雙晶單色器的應用。
[0004]1937年DuMond首先提出四晶單色器設計思想，1974年Beamont&Hart將四晶單色器應用于同步福射研究。1983年美國Philips公司的Willem.J.Bartels提出溝道式四晶單色器(見美國專利:US4567605)。它是由兩個U型結構的晶體構成，每個U形結構晶體的側壁作為兩個反射面(晶體表面為Ge (110)面，利用Ge(220)或者(440)晶面作為反射面)，兩個U形塊晶體成鏡像排列，使得從單色器出射的衍射束與入射束平行且共線，很好地解決了上述問題。但是使用四晶單色器會使X射線衍射強度降低得很厲害。為了提高單色器的衍射效率，1994年美國Philips公司的Paul Van Der Suis提出了不對稱四晶單色器(見美國專利:US5009043)。采用晶體表面與晶體的衍射點陣晶面不平行的切割方式，大大地提高了 X射線的衍射強度，但是單色器的分辨率有所降低。為了保持一定的衍射強度，又不會降低單色器的分辨率，2002年美國Philips公司的Vladimir A.Kogan發(fā)展了 G0be丨鏡與Ge 二晶或者四晶單色器集成的技術(見美國專利:US6359954)，利用Gobel鏡提供準平行光，作為Ge四晶單色器的入射束，大大地提高了單色器的衍射效率。
[0005]目前國外許多公司，如日本Rigaku公司的UltimaIV高分辨X射線衍射儀、荷蘭PANalytical公司生產(chǎn)的X’Pert PRO高分辨X射線衍射儀以及德國Bruker AXS公司生產(chǎn)的DSDiscover高分辨X射線衍射儀均采用Ge四晶單色器或者Gdbel鏡加Ge四晶單色器復合工作模式。
[0006]總之，Ge四晶單色器雖然分辨率很高，但是其衍射強度大大地降低了。因此為了提高其衍射強度，除了提高X光源的功率、使用G6bel鏡提供準平行光、晶體采取不對稱切割方式之外，還可以尋找衍射效率更高的晶體材料代替Ge單晶，來實現(xiàn)提高高分辨X射線衍射儀衍射強度的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種高分辨X射線衍射儀晶體單色器，所述晶體單色器包含兩個6H-SiC或者4H-SiC晶片，兩個晶片呈平行排列構成一個二晶單色器；或者所述晶體單色器包含一個U形結構的6H-SiC或者4H-SiC晶片，所述U形結構的側壁作為兩個反射面，構成一個二晶單色器。
[0008]本發(fā)明還提供了一種高分辨X射線衍射儀晶體單色器，所述晶體單色器包含四個6H-SiC或者4H-SiC晶片，所述四個晶片兩兩平行排列，組成兩個二晶單色器，所述兩個二晶單色器呈鏡像對稱排列，構成一個四晶單色器；或者所述晶體單色器包含兩塊U形結構的6H-SiC或者4H-SiC晶體，所述兩塊U形結構的6H-SiC或者4H_SiC晶體呈鏡像排列，構成一個四晶單色器。
[0009]進一步地，首選6H_SiC單晶的(0006)面或者4H_SiC單晶的(0004)面作為衍射面。
[0010]進一步地，作為衍射面的所述6H-SiC單晶的(0006)面或者所述4H_SiC單晶的
(0004)面可以是C面,也可以是Si面。
[0011]進一步地，所述6H-SiC晶體表面與(0006)衍射面平行，所述4H_SiC晶體表面與
(0004)衍射面平行。
[0012]進一步地，在高分辨X射線衍射儀上，通過旋轉(zhuǎn)晶片或者晶柱確定最大反射率的方向作為通光方向。
[0013]進一步地，首選在一塊完整6H_SiC或者4H_SiC晶體上加工成槽型結構，所述槽的側壁為相互平行的兩個(0006)晶面或者(0004)晶面，作為反射面構成一個雙晶單色器；兩個雙晶單色器以鏡像對稱排列，即構成一個四晶單色器。
[0014]進一步地，將一塊完整6H_SiC晶體和一塊完整4H_SiC晶體分別加工成槽型結構，槽的側壁為相互平行的兩個(0006)晶面和兩個(0004)晶面，作為衍射面構成兩個雙晶單色器，兩個雙晶單色器以鏡像對稱排列，構成一個四晶單色器。
[0015]進一步地，構成雙晶或者四晶單色器的兩個或者四個SiC晶片包含4H_SiC和6H-SiC，衍射面可以是Si面也可以是C面。
[0016]與現(xiàn)有技術中Ge(220)雙晶或者四晶單色器相比，本發(fā)明公開的6H_SiC(0006)或者4H-SiC(0004)的雙晶或四晶單色器具有以下有益效果:
[0017]對Cu Ka i的分辨率以及衍射效率均顯著提高，可增加單色器的衍射強度，縮短高分辨X射線衍射儀的分析、測試時間。所述單色器也適用于Fe靶、Co靶的X射線光源的單色化?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0018]圖1為采取對稱切割的6H_SiC(0006)面作為反射面的U形塊結構晶體構成的高分辨X射線雙晶單色器示意圖。
[0019]圖2為采取對稱切割的4H_SiC(0004)面作為反射面的U形塊結構晶體構成的高分辨X射線雙晶單色器示意圖。
[0020]圖3為采取對稱切割的6H_SiC(0006)面作為反射面，兩片晶片組成的高分辨X射線雙晶單色器示意圖。
[0021]圖4為采取對稱切割的4H_SiC(0004)面作為反射面，兩片晶片組成的高分辨X射線雙晶單色器示意圖。
[0022]圖5為采用對稱切割的6H_SiC的(0006)面和4H_SiC的(0004)面作為反射面，6H-SiC、4H-SiC晶片各一個組成的高分辨X射線雙晶單色器示意圖。
[0023]圖6為采取對稱切割的6H_SiC(0006)面作為反射面，兩個U形塊結構晶體構成的高分辨X射線四晶單色器示意圖。
[0024]圖7為采取對稱切割的4H_SiC(0004)面作為反射面，兩個U形塊結構晶體構成的高分辨X射線四晶單色器示意圖。
[0025]圖8為分別采取對稱切割的4H_SiC(0004)面和6H_SiC(0006)面作為反射面，兩個U形塊結構晶體構成的高分辨X射線四晶單色器示意圖。
[0026]圖9為采取對稱切割的6H_SiC(0006)面作為反射面，四片晶片中每兩片組成雙晶單色器，兩組雙晶單色器鏡像對稱放置組成的高分辨X射線四晶單色器示意圖。
[0027]圖10為采取對稱切割的4H_SiC(0004)面作為反射面，四片晶片中每兩片組成雙晶單色器，兩組雙晶單色器鏡像對稱放置組成的高分辨X射線四晶單色器示意圖。
[0028]圖11為分別采取對稱切割的4H_SiC(0004)面和6H_SiC(0006)面作為反射面，四片晶片中每兩片組成雙晶單色器，兩組雙晶單色器鏡像對稱放置組成的高分辨X射線四晶單色器示意圖。
【具體實施方式】
[0029]晶體的衍射強度與晶體的結構、物性、結晶質(zhì)量密切相關。構成材料的元素原子序數(shù)越低，其X射線吸收系數(shù)則越??；另外，材料的德拜溫度越高，其原子面的剛性越強，參與衍射的有效原子面會增加，少量的原子面可以獲得高的反射率，克服了大的晶體穿透深度可能引起的X射線吸收問題。因此選擇原子序數(shù)小的元素構成的材料及德拜溫度高的材料均有利于提聞晶體的衍射強度。
[0030]SiC包含的Si和C兩種元素均比Ge元素的原子序數(shù)小，因此SiC較Ge對X射線的吸收要弱(Ge對X射線的質(zhì)量吸收系數(shù)是75.6cm2/g，SiC對X射線的質(zhì)量吸收系數(shù)為43.9cm2/g),另外SiC的德拜溫度高達1200K，而Ge的德拜溫度僅374K，因此SiC少量原子面可以獲得聞反射率。另外，現(xiàn)在聞質(zhì)量的SiC晶體已經(jīng)可以獲得，這些都為聞反射率SiC晶體單色器的制造提供了可能。
[0031]單色器制作還要考慮選取晶體中高反射本領的晶面(即其晶面具有大的結構因子)作為反射面，以獲得大的衍射強度。以6H-SiC和4H-SiC晶體為例:可以選取6H-SiC晶體中結構因子最大的(0006)晶面(結構因子振幅62.22)及4H-SiC晶體中結構因子最大的(0004)晶面(結構因子振幅39.67)作為反射面。理論計算6H-SiC晶體(0006)反射面及4H-SiC晶體(0004)衍射面的峰值反射率均為93.88%，其反射線寬(表示晶體對于X射線反射的分辨率)為7.47aresec ；Ge的(220)反射面的峰值反射率為92.05%，反射線寬為13.16arcSec。進行偏振修正后，6H_SiC晶體(0006)晶面及4H_SiC晶體(0004)晶面的峰值反射率均為92.29%，反射線寬為6.20aresec,而Ge的(220)衍射面的峰值反射率為89.50%,反射線寬為 9.80arcseco
[0032]本發(fā)明提出了能夠提高X射線衍射強度的SiC晶體單色器。SiC-雙晶或者四晶單色器實現(xiàn)過程如下:
[0033]本發(fā)明的SiC- 二晶或者四晶單色器包含兩個或者四個6H_SiC (或者4H_SiC)晶片，兩個晶片呈平行排列構成一個二晶單色器；或者四個晶片兩兩平行排列，組成兩個二晶單色器，兩個二晶單色器呈鏡像對稱排列，構成一個四晶單色器；或者在一塊晶體上加工出一個槽，構成所謂的U形結構，U形結構的側壁作為兩個反射面，構成一個二晶單色器；由兩塊U形結構的6H-SiC (或者4H-SiC)晶體的鏡像排列，構成一個四晶單色器。構成四晶單色器的可以選擇單一晶型，比如全部由6H-SiC或者全部由4H-SiC構成，也可以采取6H-SiC和4H-SiC混合構成，即一個U形塊是6H-SiC晶體，另一個U形塊是4H_SiC晶體。
[0034]首選6H_SiC(0006)晶面或者4H_SiC(0004)晶面作為反射面。在高分辨X射線衍射儀上通過旋轉(zhuǎn)晶片(或者晶柱)確定最大反射率的方向，并將此方向定為通光方向。
[0035]為了方便調(diào)節(jié)晶體的方位以滿足衍射條件，首選將晶體加工成槽型結構的兩個U形塊(因為在一塊晶體上的S1、C面是嚴格平行的)，槽的側壁分別為6H-SiC(0006)或者4H-SiC(0004)的Si面和C面。作為反射面的(0006)晶面或者(0004)晶面與晶體表面平行(對稱切割)。
[0036]要求每個U形塊晶體的側壁保持平行，以有效控制單色器的分辨率。對作為反射面的晶體表面進行研磨、拋光及刻蝕，去掉表面損傷層。兩個U形塊晶體間隔一定距離并成鏡像對稱放置，以便對U形塊晶體的方位進行調(diào)節(jié)及使入射到單色器的X射線束與出單色器的衍射束平行或共線。兩個U形塊晶體分別固定在兩個可以轉(zhuǎn)動的圓盤上，通過角度微調(diào)機構調(diào)整U形塊晶體的方位，使得入射到單色器晶體上的X射線束嚴格滿足Bragg衍射條件，從而獲得半高寬很窄單色X射線。
[0037]對于由兩片晶體平排列構成二晶單色器或者由四片晶體兩兩平行排列構成的四晶單色器而言，需要對每個晶片單獨進行兩個自由度的調(diào)節(jié)，才能滿足Bragg衍射條件，獲得最大衍射強度，因此與U形塊結構設計相比，這種方式組裝成單色器的調(diào)節(jié)過程比較復雜。
[0038]下面參照附圖具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
[0039]實施例1
[0040]如圖1所示，采用對稱切割的6H_SiC晶體的(0006)面作為反射面，在一塊晶體上加工出相互平行的兩個反射面(在高分辨X射線衍射儀上通過旋轉(zhuǎn)晶柱確定最大反射率的方向，并將此方向定為通光方向)形成U形塊結構，X射線在每個晶面上分別反射一次，構成SiC雙晶單色器，確保經(jīng)過單色器出射的X光束與入射束相平行。通過角度微調(diào)機構調(diào)節(jié)U形塊晶體的方位，使之嚴格滿足Bragg衍射，獲得半高寬很窄單色X射線。根據(jù)測試結果，6H-SiC (0006)-雙晶單色器的分辨率(6.20aresec)要高于Ge (220)-雙晶單色器(9.80arcsec),同時衍射效率(85.45%)要高于Ge (220)-雙晶單色器(81.04%)。
[0041]實施例2
[0042]如圖2所示，采用對稱切割的4H_SiC晶體的(0004)面作為反射面，在一塊晶體上加工出相互平行的兩個反射面(在高分辨X射線衍射儀上通過旋轉(zhuǎn)晶柱確定最大反射率的方向，并將此方向定為通光方向)形成U形塊結構，X射線在每個晶面上分別反射一次，構成SiC雙晶單色器，確保經(jīng)過單色器出射的X光束與入射束相平行。通過角度微調(diào)機構調(diào)節(jié)U形塊晶體的方位，使之嚴格滿足Bragg衍射，獲得半高寬很窄單色X射線。根據(jù)測試結果，4H-SiC (0004)-雙晶單色器的分辨率(6.20aresec)要高于Ge (220)-雙晶單色器(9.80arcsec),同時衍射效率(85.45%)要高于Ge (220)-雙晶單色器(81.04%)。
[0043]實施例3
[0044]采用對稱切割的6H_SiC的(0006)面作為反射面，分別加工兩個6H_SiC晶片(在高分辨X射線衍射儀上通過旋轉(zhuǎn)晶片確定最大反射率的方向，并將此方向定為通光方向)，按照如圖3所示的結構方式進行組裝。兩個晶片的拋光面相對、平行放置，X射線在每個晶面上分別反射一次，構成SiC雙晶單色器，確保經(jīng)過單色器出射的X光束與入射束相平行。通過角度微調(diào)機構分別調(diào)節(jié)雙晶單色器中兩塊晶體的方位，使之嚴格滿足Bragg衍射，獲得半高寬很窄單色X射線。根據(jù)測試結果，6H-SiC(0006)-雙晶單色器的分辨率(6.20aresec)要高于Ge (220)-雙晶單色器(9.80arcsec),同時衍射效率(85.45%)要高于Ge (220)-雙晶單色器(81.04%)。
[0045]實施例4
[0046]采用對稱切割的4H_SiC的(0004)面作為反射面，分別加工兩個4H_SiC晶片(在高分辨X射線衍射儀上通過旋轉(zhuǎn)晶片確定最大反射率的方向，并將此方向定為通光方向)，按照如圖4所示的結構方式進行組裝。兩個晶片的拋光面相對、平行放置，X射線在每個晶面上分別反射一次，構成SiC雙晶單色器，確保經(jīng)過單色器出射的X光束與入射束相平行。通過角度微調(diào)機構分別調(diào)節(jié)雙晶單色器中兩塊晶體的方位，使之嚴格滿足Bragg衍射，獲得半高寬很窄單色X射線。根據(jù)測試結果，4H-SiC(0004)-雙晶單色器的分辨率(6.20aresec)要高于Ge (220)-雙晶單色器(9.80arcsec),同時衍射效率(85.45%)要高于Ge (220)-雙晶單色器(81.04%)。
[0047]實施例5
[0048]采用對稱切割的6H_SiC的(0006)面和4H_SiC的(0004)面作為反射面，分別加工6H-SiC、4H-SiC晶片各一個(在高分辨X射線衍射儀上通過旋轉(zhuǎn)晶片確定最大反射率的方向，并將此方向定為通光方向)，按照如圖5所示的結構方式進行組裝。兩個晶片的拋光面相對、平行放置，X射線在每個晶面上分別反射一次，構成SiC雙晶單色器，確保經(jīng)過單色器出射的X光束與入射束相平行。通過角度微調(diào)機構分別調(diào)節(jié)雙晶單色器中兩塊晶體的方位，使之嚴格滿足Bragg衍射，獲得半高寬很窄單色X射線。根據(jù)測試結果，這種雙晶單色器的分辨率(6.20aresec)要高于Ge (220)-雙晶單色器(9.80arcsec),同時衍射效率(85.45%)要高于Ge (220)-雙晶單色器(81.04%)。
[0049]實施例6
[0050]如圖6所示，采用對稱切割的6H_SiC晶體的(0006)面作為反射面，分別在兩塊晶體上加工出相互平行的兩個反射面(在高分辨X射線衍射儀上通過旋轉(zhuǎn)晶柱確定最大反射率的方向，并將此方向定為通光方向)，組成兩個U形塊結構，兩個U形塊晶體成鏡像對稱放置，X射線在每個晶面上分別反射一次，構成SiC四晶單色器，確保經(jīng)過單色器出射的X光束與入射束相平行或共線。通過角度微調(diào)機構調(diào)節(jié)每個U形塊晶體的方位，使之嚴格滿足Bragg衍射，獲得半高寬很窄單色X射線。根據(jù)測試結果，6H-SiC(0006)_四晶單色器的分辨率(6.20aresec)要高于Ge (220)-四晶單色器(9.80arcsec),同時衍射效率(73.82%)要高于Ge (220)-四晶單色器(67.76%)。
[0051]實施例7
[0052]如圖7所示，采用對稱切割的4H_SiC晶體的(0004)面作為反射面，分別在兩塊晶體上加工出相互平行的兩個反射面(在高分辨X射線衍射儀上通過旋轉(zhuǎn)晶柱確定最大反射率的方向，并將此方向定為通光方向)，組成兩個U形塊結構，兩個U形塊晶體成鏡像對稱放置，X射線在每個晶面上分別反射一次，構成SiC四晶單色器，確保經(jīng)過單色器出射的X光束與入射束相平行或共線。通過角度微調(diào)機構調(diào)節(jié)每個U形塊晶體的方位，使之嚴格滿足Bragg衍射，獲得半高寬很窄單色X射線。根據(jù)測試結果，4H-SiC(0004)_四晶單色器的分辨率(6.20aresec)要高于Ge (220)-四晶單色器(9.80arcsec),同時衍射效率(73.82%)要高于Ge (220)-四晶單色器(67.76%)。
[0053]實施例8
[0054]如圖8所示，采用對稱切割的4H_SiC晶體的(0004)面作為反射面，在一塊晶體上加工出相互平行的兩個反射面(在高分辨X射線衍射儀上通過旋轉(zhuǎn)晶柱確定最大反射率的方向，并將此方向定為通光方向)，構成U形塊結構；采用對稱切割的6H-SiC晶體的(0006)面作為反射面，在另一塊晶體上加工出相互平行的兩個反射面構成另一個U形塊結構，兩個U形塊晶體成鏡像對稱放置，X射線在每個晶面上分別反射一次，構成SiC四晶單色器，確保經(jīng)過單色器出射的X光束與入射束相平行或共線。通過角度微調(diào)機構調(diào)節(jié)每個U形塊晶體的方位，使之嚴格滿足Bragg衍射，獲得半高寬很窄單色X射線。根據(jù)測試結果，這種四晶單色器的分辨率(6.20aresec)要高于Ge (220)-四晶單色器(9.80arcsec),同時衍射效率(73.82%)要高于Ge (220)-四晶單色器(67.76%)。
[0055]實施例9
[0056]采用對稱切割的6H_SiC的(0006)面作為反射面，分別加工四個6H_SiC晶片(在高分辨X射線衍射儀上通過旋轉(zhuǎn)晶片確定最大反射率的方向，并將此方向定為通光方向)，按照如圖9所示的結構方式進行組裝。每兩個晶片的拋光面相對、平行放置，組成雙晶單色器系統(tǒng)，然后兩組雙晶單色器系統(tǒng)成鏡像對稱放置，X射線在每個晶面上分別反射一次，構成SiC四晶單色器，確保經(jīng)過單色器出射的X光束與入射束相平行或共線。通過角度微調(diào)機構分別調(diào)節(jié)每一組雙晶單色器中兩塊晶體的方位，使之嚴格滿足Bragg衍射，獲得半高寬很窄單色X射線。根據(jù)測試結果，6H-SiC(0006)_四晶單色器的分辨率(6.20aresec)要高于Ge (220)-四晶單色器(9.80arcsec),同時衍射效率(73.82%)要高于Ge (220)-四晶單色器(67.76%)。
[0057]實施例10
[0058]采用對稱切割的4H_SiC的(0004)面作為反射面，分別加工四個4H_SiC晶片(在高分辨X射線衍射儀上通過旋轉(zhuǎn)晶片確定最大反射率的方向，并將此方向定為通光方向)，按照如圖10所示的結構方式進行組裝。每兩個晶片的拋光面相對、平行放置，組成雙晶單色器系統(tǒng)，然后兩組雙晶單色器系統(tǒng)成鏡像對稱放置，X射線在每個晶面上分別反射一次，構成SiC四晶單色器，確保經(jīng)過單色器出射的X光束與入射束相平行或共線。通過角度微調(diào)機構分別調(diào)節(jié)每一組雙晶單色器中兩塊晶體的方位，使之嚴格滿足Bragg衍射，獲得半高寬很窄單色X射線。根據(jù)測試結果，4H-SiC(0004)_四晶單色器的分辨率(6.20aresec)要高于Ge (220)-四晶單色器(9.80arcsec),同時衍射效率(73.82%)要高于Ge (220)-四晶單色器(67.76%)。
[0059]實施例11
[0060]采用對稱切割的4H_SiC的(0004)面和6H_SiC的(0006)面作為反射面，分別加工兩個4H-SiC晶片(一個Si面，一個C面)和兩個6H-SiC晶片(一個Si面，一個C面)(在高分辨X射線衍射儀上通過旋轉(zhuǎn)晶片確定最大反射率的方向，并將此方向定為通光方向)，按照如圖11所示的結構方式進行組裝。兩個4H-SiC晶片的拋光面相對、平行放置，組成一個雙晶單色器系統(tǒng)；兩個6H-SiC晶片的拋光面相對、平行放置，組成另一個雙晶單色器系統(tǒng)，然后兩組雙晶單色器系統(tǒng)成鏡像對稱放置，X射線在每個晶面上分別反射一次，構成SiC四晶單色器，確保經(jīng)過單色器出射的X光束與入射束相平行或共線。通過角度微調(diào)機構分別調(diào)節(jié)每一組雙晶單色器中兩塊晶體的方位，使之嚴格滿足Bragg衍射，獲得半高寬很窄單色X射線。根據(jù)測試結果，這種四晶單色器的分辨率(6.20aresec)要高于Ge(220)_四晶單色器(9.80arcsec),同時衍射效率(73.82%)要高于Ge (220)-四晶單色器(67.76%)。
[0061]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種高分辨X射線衍射儀晶體單色器，所述晶體單色器包含兩個6H-Sic或者4H-SiC晶片，兩個晶片呈平行排列構成一個二晶單色器；或者所述晶體單色器包含一個U形結構的6H-SiC或者4H-SiC晶片，所述U形結構的側壁作為兩個反射面，構成一個二晶單色器。
2.一種高分辨X射線衍射儀晶體單色器，所述晶體單色器包含四個6H-SiC或者4H-SiC晶片，所述四個晶片兩兩平行排列，組成兩個二晶單色器，所述兩個二晶單色器呈鏡像對稱排列，構成一個四晶單色器；或者所述晶體單色器包含兩塊U形結構的6H-SiC或者4H-SiC晶體，所述兩塊U形結構的6H-SiC或者4H-SiC晶體呈鏡像排列，構成一個四晶單色器。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的單色器，其特征在于:首選6H-SiC單晶的(0006)面或者4H-SiC單晶的(0004)面作為衍射面。
4.根據(jù)權利要求3所述的單色器，其特征在于:作為衍射面的所述6H-SiC單晶的(0006)面或者所述4H-SiC單晶的(0004)面可以是C面，也可以是Si面。
5.根據(jù)權利要求3所述的單色器，其特征在于:所述6H-SiC晶體表面與(0006)衍射面平行，所述4H-SiC晶體表面與(0004)衍射面平行。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的單色器，其特征在于:在高分辨X射線衍射儀上，通過旋轉(zhuǎn)晶片或者晶柱確定最大反射率的方向作為通光方向。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的單色器，其特征在于:首選在一塊完整6H-SiC或者4H-SiC晶體上加工成槽型結構，所述槽的側壁為相互平行的兩個(0006)晶面或者(0004)晶面，作為反射面構成一個雙晶單色器；兩個所述雙晶單色器以鏡像對稱排列，即構成一個四晶單色器。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的單色器，其特征在于:將一塊完整6H-SiC晶體和一塊完整4H-SiC晶體分別加工成槽型結構，槽的側壁為相互平行的兩個(0006)晶面和兩個(0004)晶面，作為衍射面構成兩個雙晶單色器；兩個所述雙晶單色器以鏡像對稱排列，構成一個四晶單色器。
9.根據(jù)權利要求1或2所述的單色器，其特征在于:構成雙晶或者四晶單色器的兩個或者四個SiC晶片包含4H-SiC和6H-SiC，衍射面可以是Si面也可以是C面。
【文檔編號】G01N23/20GK103940837SQ201410128679
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權日:2014年4月1日
【發(fā)明者】孫偉, 陳小龍, 甘弟, 宋有庭, 王文軍 申請人:中國科學院物理研究所