9 2007 jemn mechanika a optika fine mechanics and optics - Jemná ...
9 2007 jemn mechanika a optika fine mechanics and optics - Jemná ...
9 2007 jemn mechanika a optika fine mechanics and optics - Jemná ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Vnútorné chladenie sa vytvára tak, že máme difraktujúci kryštál,<br />
ktorého kryštalografické roviny sú rovnobežné s povrchom kryštálu<br />
(symetrická Braggová difrakcia). Jeho povrch sa mechanicko-chemicky<br />
vyleští, aby sa odstránila kryštalograficky poškodená povrchová vrstva,<br />
a tým sa zvýšila reflektivita kryštálu. Príklad geometrie mechanicky<br />
vrytých kanálikov je na obrázku 8. Nad kanálikmi sú 0,2 cm kremíku.<br />
Táto horná časť je pomocou pájky pripájaná k spodnému kremíkovému<br />
bloku, v ktorom je pripájaná prívodná a odvodná trubka.<br />
252<br />
Obr. 8 Rozmery vrytých chladiacich kanálikov<br />
Pájacím procesom sa zanesú taktiež deformácie kryštalografických<br />
rovín. Horná a dolná časť monochromátoru sú pripájané<br />
k sebe pri niekoľko sto stupňovej teplote. Pri následnom chladnutí<br />
dochádza v dôsledku rozličných rozťažných koeficientov pájky<br />
a kremíku k pnutiu. Toto pnutie spôsobuje rozšírenie rocking krivky.<br />
V dnešnej dobe sú požiadavky na rozšírenie rocking krivky<br />
dôsledkom vnesených pnutí výrobou monochromátora také, že by<br />
mali byť maximálne 1², ale perspektívne pôjde až o 1 µrad. V prípade<br />
vnútorne chladených Si monochromátorov túto požiadavku<br />
splnila naša RTG skupina spolu s Polovodičmi a.s. ako jediná na<br />
svete a úspešne vyrábame takéto presné monochromátory. Najlepšie<br />
výsledky, ktoré sme dosiahli, sú deformácie kryštalografických rovín<br />
radovo niekoľko µrad. Iná metóda na zobrazenie pnutia je vytvoriť<br />
topografický snímok povrchu kryštálu. Ten sa buď dá zaznamenať<br />
elektronicky pomocou CCD prvku alebo použitím RTG fotografického<br />
filmu. Žiarenie sa pritom odrazí najskôr od referenčného<br />
dokonalého monokryštálu a potom od skúmaného monochromátora.<br />
Obidva kryštály sú nastavené tak, že ich difraktujúce roviny sú rovnobežné.<br />
Lokálne deformácie difraktujúcich rovín spôsobujú malú<br />
odchýlku od rovnobežnosti a dôjde k oslabeniu alebo vyhasnutiu<br />
Obr. 9 Gradientná mapa topografického snímku<br />
reflexie v danom mieste. Takto je možné pozorovať odchýlky od<br />
rovnobežnosti rádovo aj desatiny uhlových sekúnd. Zníženie pnutia<br />
sa dosiahne napríklad použitím inej pájky, ktorej pájacia teplota<br />
je nižšia, a tým sa zabráni tepelnému stresu kremíka. Ideálna by<br />
bola pájka majúca rovnaký koeficient tepelnej rozťažnosti ako má<br />
kryštál. Ďalšia možnosť je oleptanie chladiacich drážok, čo spôsobí<br />
že pájka nevzlína na steny kanálikov. Na obrázku 9 sú topografické<br />
snímky dvoch monochromátorov. Na hornom snímku sú chladiace<br />
kanáliky oleptané a na dolnom snímku sú chladiace kanáliky neoleptané.<br />
Rozloženie farieb naznačuje miesta, kde došlo k difrakcii.<br />
Ako je vidno, horný snímok je farebne homogénnejší, na rozdiel od<br />
spodného, ktorý zodpovedá neoleptaným drážkam a kde v dôsledku<br />
pnutia došlo k deformácii kryštalografických rovín a následne už<br />
nebola pre dopadajúce žiarenie splnená Braggova podmienka.<br />
Ako je vidieť na snímkach, tak v prípade oleptaných drážok<br />
začínajú svetlé a tmavé miesta splývať, čo dokazuje zníženie pnutia.<br />
Ďalším dôkazom zníženia pnutia je zvýšená percentuálna reflektivita<br />
z 29,55 % na 38,44 %. V zmysle rozšírenia rocking krivky je vidieť<br />
z obrázka 10, že rocking krivka neoleptaných drážok je užšia ako<br />
s oleptanými drážkami. Z kriviek je vidieť, že sa jedná o natoľko <strong>jemn</strong>é<br />
meranie a o natoľko citlivé zmeny v kryštalickej štruktúre, že každý µrad<br />
k dobru je víťazstvo. Zmenou geometrie drážok sa dá tiež dosiahnuť<br />
určitého zníženia pnutia a k tomu aj zvýšenie chladiacej efektivity.<br />
V súčasnej dobe sa naša skupina zaoberá štúdiom vplyvu<br />
rôznych pájok, ktoré dokonca naznačujú difundáciu pájky do kremíka<br />
a vznik spoja kremík-kremík. Ďalej sa zaoberáme štúdiom<br />
monochromátorov, ktorých chladenie sa nezabezpečuje vyššie<br />
spomenutým systémom chladiacich kanálikov, ale má o niečo zložitejšiu<br />
štruktúru, napríklad s<strong>and</strong>wichovou štruktúru alebo štruktúru<br />
Rib2Rib, ktorá je práve vo výrobe. Nami vyvinuté a vyrobené monochromátory<br />
už pracujú pri niektorých zdrojoch synchrotronového<br />
žiarenia a ich kvalitu neustále zlepšujeme.<br />
Obr. 10 Rozšírenie rocking krivky v prípade neoleptaných (vľavo) a oleptaných (vpravo) drážok<br />
Mgr. Peter Oberta, Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Na Slovance 2, 182 21 Praha 8, tel: 266 052 131<br />
RNDr. Jaromír Hrdý, DrSc., Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i., Na Slovance 2, 182 21 Praha 8, tel.: 266 052 148<br />
Ing. Blahomil Lukáš, Polovodiče a.s., Novodvorská 1768/138a, 142 21 Praha 4<br />
9/<strong>2007</strong>
Change language