[发明专利]一种确定单晶三维方向的方法

说明书

【技术领域】

本发明属于单晶材料技术领域，具体涉及一种确定单晶三维方向的方法。 

【背景技术】

单晶材料在光学、电子元器件、压电器件等诸多领域有着重要的应用。为了最大限度发挥单晶材料的性能特点，需要在使用前对晶体的晶向进行确定。晶体定向方法主要包括：X射线衍射仪法、劳埃法、电子背散射等方法。其中，X射线衍射仪法是目前应用最为广泛的方法。但是，该方法最大的缺点是：在定向过程中，需要在三维空间中不断对晶体进行旋转，该过程存在着一定的盲目性，因此通常会花费较长时间。对于仅需一维定向的晶体而言，由于晶体通常具有特定的生长面，可作为一定的参考，因此这一缺点还不是那么明显。但是，对于需要进行三维定向的晶体而言，这一缺点便凸显了出来，极大地降低了晶体定向的效率。 

【发明内容】

本发明的目的在于针对X射线衍射仪法对单晶进行三维定向所存在的问题，提供了一种确定单晶三维方向的方法。 

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案： 

一种确定单晶三维方向的方法，包括单晶的一维方向确定和单晶的三维方向确定；其中， 

1)确定单晶的一维方向，具体步骤如下： 

第一步，确定晶体样品表面与所寻找晶体学平面的空间夹角将该晶体样品台安装于XRD衍射仪上，并将晶体样品粘于样品台装置中的轴套端面，并保 持晶体样品表面与轴体上部平面平行，晶体样品安装好后，开始XRD衍射实验；衍射仪采用2θ/θ扫描的方式，2θ取值为所寻找晶体学平面的布拉格衍射角2θ₀，衍射仪扫描范围θ＝0～2θ₀，扫描过程中使晶体绕表面法线方向按200转/分钟快速旋转，当θ角等于θ₁或θ₂两种情况时，X射线的衍射强度出现峰值，得出晶体样品表面与所寻找晶体学平面的空间夹角

第二步，确定所寻找晶体学平面法线方向：保持晶体样品粘于样品台装置中的轴套端面，衍射仪采用2θ/θ扫描的方式，2θ取值为所寻找晶体学平面的布拉格衍射角2θ₀，衍射仪的扫描范围为θ₁±0.1°，在扫描过程中，旋转晶体，找出X射线衍射强度出现峰值时的晶体位置，此时，所寻找晶体学平面法线方向落在X射线源与计数器组成的水平面内，且所寻找晶体学平面法线方向与晶体样品表面法线方向的空间夹角为

垂直于所寻找晶体学平面法线方向切割晶体样品，得到所寻找晶体学平面(h₁k₁l₁)； 

2)确定单晶的三维方向，具体如下： 

当晶体的一维方向确定后，在已确定的晶体学平面(h₁k₁l₁)上标定一个二维坐标系，即可确定单晶的三维方向，设该二维坐标系的x轴方向为[h₃k₃l₃]，其具体步骤如下： 

根据几何关系可知，假设通过坐标原点O与直线[h₃k₃l₃]交于B点的直线为[h₂k₂l₂]，设晶体学平面(h₁k₁l₁)与其法线[h₁k₁l₁]的交点为A，其中，晶体学平面(h₁k₁l₁)和其法线由方程组(1)表示：