способ диагностики эффекта изменения знака вектора разориентировки вдоль межблочных границ в нанотонких кристаллах
Классы МПК: | B82B3/00 Изготовление или обработка наноструктур |
Автор(ы): | Малков Вячеслав Борисович (RU), Малков Андрей Вячеславович (RU), Пушин Владимир Григорьевич (RU), Стрекаловский Виктор Николаевич (RU), Малков Олег Вячеславович (RU) |
Патентообладатель(и): | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2010-11-13 публикация патента:
20.07.2012 |
Изобретение относится к области электронно-микроскопического исследования нанотонких кристаллов. Сущность изобретения: способ диагностики эффекта изменения знака вектора разориентировки вдоль межблочных границ в нанотонких кристаллах включает получение последовательности электронно-микроскопических изображений нанотонкого кристалла с межблочной границей в темном поле в рефлексах h 1k1l1, h2k2 l2, hnknln, анализ взаимного расположения пар изгибных экстинкционных контуров h1 k1l1, h2k2l2 , , hnknln в соседних блоках нанотонкого кристалла. При этом при выявлении изменения порядка чередования пар изгибных контуров h1kil 1, h2k2l2, , hnknln в соседних блоках на парах изгибных контуров с индексами hn-k-lk n-k-lln-k-l, hn-kkn-kl n-k, hn-k+lkn-k+lln-k+l диагностируют эффект изменения знака вектора разориентировки вдоль межблочной границы в нанотонком кристалле. Техническим результатом изобретения является обнаружение эффекта изменения знака вектора разориентировки и указание участка нанотонкого кристалла, на котором этот эффект имеет место. 2 ил.
Формула изобретения
Способ диагностики эффекта изменения знака вектора разориентировки вдоль межблочных границ в нанотонких кристаллах, включающий получение последовательности электронно-микроскопических изображений нанотонкого кристалла с межблочной границей в темном поле в рефлексах h 1k1l1, h2k2 l2, , hnknln, анализ взаимного расположения пар изгибных экстинкционных контуров h1 k1l1, , hnknln в соседних блоках нанотонкого кристалла, характеризующийся тем, что при выявлении изменения порядка чередования пар изгибных контуров h1 k1l1, h2k2l2 , , hnknln в соседних блоках на парах изгибных контуров с индексами hn-k-lk n-k-lln-k-l, hn-kkn-kl n-k, hn-k-lkn-k+lln-k+l диагностируют эффект изменения знака вектора разориентировки вдоль межблочной границы в нанотонком кристалле.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области электронно-микроскопического исследования структуры нанотонких кристаллов и может быть использовано для диагностики границ разориентации в наноматериалах.
Исследования разориентировок решетки на различных этапах формирования межблочных границ (Bolotov I.E., Kolosov V.Yu. and Malkov V.В. Electron Microscopy Investigation of Crystals Based on Bend-Contour Arrangement 3. Formation of Subgrain Boundaries in Dislocation-Free Crystals of Selenium // Phys. Stat. Sol. (a). 1986. V.95. P.377-383), проведенные с помощью метода изгибных контуров (Bolotov I.E., Kolosov V.Yu. Investigation of Crystals Based on Bend-Contour Arrangement // 1 Relationship between Bend-Contour Arrangement and Bend Geometry // Phys. Stat. Sol (a). 1982. V.69, № 1. P.85-96), позволили установить, что межблочные границы являются границами кручения с изменяющимся вдоль границы модулем вектора разориентировки . При этом вопрос об изменении знака вектора разориентировки оставался открытым. Между тем, наличие границ разориентации в кристаллах существенно влияет на их структурно-чувствительные свойства и, следовательно, возможность обнаружения зарождения и развития границ разориентации в наноматериалах, в том числе и в нанотонких кристаллах, изучение кристаллогеометрии границ разориентации имеет практическое значение.
Задача настоящего изобретения заключается в разработке способа электронно-микроскопической диагностики границ разориентации в наноматериалах.
Для решения поставленной задачи заявленный способ диагностики включает: получение последовательности электронно-микроскопических изображений нанотонкого кристалла с межблочной границей в темном поле в рефлексах h1k1l1, h 2k2l2, hnknln; анализ взаимного расположения пар изгибных экстинкционных контуров h1 k1l1, h2k2l2 , , hnknln в соседних блоках нанотонкого кристалла, и при выявлении изменения порядка чередования пар изгибных контуров h1k1l1 , h2k2l2, , hnknln в соседних блоках на парах изгибных контуров с индексами hn-k-lk n-k-lln-k-l, hn-kkn-kl n-k, hn-k+lkn-k+lln-k+l диагностируют эффект изменения знака вектора разориентировки вдоль межблочной границы в нанотонком кристалле.
Сущность заявленного способа диагностики заключается в следующем. Любой изгибной экстинкционный контур является геометрическим местом точек на электронно-микроскопическом изображении нанотонкого кристалла, где соответствующая изгибному контуру плоскость кристалла находится в отражающем положении. В связи с этим, анализируя взаимное расположение пар изгибных экстинкционных контуров h 1k1l1, h2k2 l2, , hnknln в соседних блоках нанотонкого кристалла, можно отмечать положение и разориентировку плоскостей кристалла с одним и тем же индексом (hn knln) в соседних блоках нанотонкого кристалла. Изменение порядка чередования пар изгибных экстинкционных контуров hn-k-lkn-k-lln-k-l, hn-k kn-kln-k, hn-k+lkn-k+l ln-k+l в соседних блоках нанотонкого кристалла означает изменение знака вектора разориентировки вдоль границы в нанотонком кристалле.
На фиг.1 схематично представлено положение изгибных контуров на электронно-микроскопическом изображении кристалла с межблочной границей в правой части. Как следует из фиг.1,а, изгибные экстинкционные контуры с одним и тем же индексом hn-k-lkn-k-lln-k-l, hn-k kn-kln-k, hn-k+lkn-k+l ln-k+l на границе претерпевают разрыв, образуя пары контуров, смещенные относительно друг друга. Смещение контуров происходит из-за различия углов наклона плоскостей кристалла с одним и тем же индексом hn-k-lkn-k-ll n-k-l, hn-kkn-kln-k, h n-k+lkn-k+lln-k+l в соседних блоках. На фиг.1,б схематично представлено сечение нанотонкого кристалла в плоскости границы. На данном рисунке видно, что углы наклона плоскостей кристалла с индексами hn-k-lkn-k-l ln-k-l, hn-kkn-kln-k , hn-k+lkn-k+lln-k+l различны, а разность этих углов для плоскостей кристалла с разными индексами имеет различные по знаку значения.
Таким образом, новый технический результат, достигаемый заявленным способом, заключается в возможности обнаружения эффекта изменения знака вектора разориентировки и указания участка нанотонкого кристалла, на котором этот эффект имеет место.
Осуществление заявленного способа иллюстрируется следующим образом. Электронно-микроскопические изображения нанотонкого кристалла с границей, вышедшей на фронт роста, знак вектора разориентировки а вдоль которой изменяется, представлены на фиг.2. Как можно видеть на фиг.2,а в области кристалла, где знак вектора разориентировки «положительный» (A1B1), изгибной контур блока A hn-k-lkn-k-ll n-k-l отстает от соответствующего контура блока B, что иллюстрируется темнопольным изображением кристалла в рефлексе , (фиг.2,б). В области (A2B2), где разориентировка решетки близка к нулю, контуры hn-k kn-kln-k расположены друг над другом, что подтверждается темнопольным изображением кристалла в рефлексе (фиг.2,в). В области кристалла, где знак «отрицателен» (A3B3) изгибной контур блока A hn-k+lkn-k+lln-k+l опережает соответствующий контур блока B, о чем свидетельствует темнопольное изображение кристалла, полученное в рефлексе (фиг.2,г).
Заявленный способ электронно-микроскопической диагностики позволяет обнаруживать эффект изменения знака вектора разориентировки и границы разориентации в наноматериалах.
Класс B82B3/00 Изготовление или обработка наноструктур