Patent WO-2011003408-A1 (WO)
Title: Verfahren und einrichtung zur dreidimensional ortsaufgelösten, bildhaften darstellung von vollständigen defektinformationen in massiven kristallkörpern mittels harter röntgenstrahlung
Inventor: BAUCH JUERGEN
IPC: G01N23/20
Filed: 2010-07-09
Abstract: Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur dreidimensional ortsaufgelösten, bildhaften Darstellung von vollständigen Defektinformationen in massiven Kristallkörpern mittels harter Röntgenstrahlung (31), wobei die Kristallkörper (5) eine von der Ordnungszahl abhängige Mindestdicke (D) aufweisen, enthaltend - eine Mikrofokus-Röntgenröhre (2), die einen direkten Primärröntgenstrahl (31) mit harter Röntgenbremsstrahlung (20) in einem Energiebereich von ca. 50 keV bis 450 keV liefert, - eine Kristallkörper-Halterungsvorrichtung (9) zur Halterung des zu untersuchenden Kristallkörpers (5), - einen Detektor (7) mit einer Detektoraufnahmefläche (71), die in einem Abstand (R 1 ) vom Strahlaustritt (21) der Mikrofokus-Röntgenröhre (2) aus entfernt angeordnet ist, wobei der Kristallkörper (5) zur Erzeugung einer Röntgenschattenmikroskopie-Aufnahme auf dem Detektor (7, 71) zur Registrierung der makroskopischen Defektstruktur des Kristallkörpers (5) durchstrahlt wird, - wobei zur Erzeugung von registrierfähigen linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen auf der Detektoraufnahmefläche (71) hinter dem Strahlaustritt (21) der Mikrofokus-Röntgenröhre (2) und vor dem gehalterten Kristallkörper (5) eine Blende (4) zur Reduktion seitlicher Streustrahlung sowie zur Einstellung einer Strahldivergenz angeordnet ist, wobei die Blende (4) mit einem Lochdurchmesser im Millimeterbereich versehen ist, wobei ein Abstand (R 2 ) zwischen dem Kristallkörper (5) und der Detektoraufnahmefläche (71) eingestellt ist, der etwa das Zwanzigfache der Entfernung (R 1  - R 2 ) des Kristallkörpers (5) vom Strahlaustritt (21) der Mikrofokus-Röntgenröhre (2) beträgt, und wobei mittels einer elektronischen Steuereinheit eine Beschleunigungsspannung U und ein Strom (I) der Mikrofokus-Röntgenröhre (2) einstellbar ist, die eine Strahlintensität nach dem Kristallkörper (5) erzeugt, wobei die Intensität des Maximums des Primärröntgenstrahls (31) durch die Absorption des Kristallkörpers (5) um mindestens 25% bezüglich des Intensitätsmaximums verringert ist, wodurch ein Verhältnis zwischen der die Röntgenschattenmikroskopie-Aufnahmen erzeugenden Reststrahlintensität (3) und der Interferenzstrahlintensität einstellbar ist, mit dem ein auf der Detektoraufnahmefläche (71) registrierfähiges Kontrastbild (52', 52", 52'") von Interferenzlinien (6") und Röntgenschattenmikroskopie-Aufnahmen innerhalb des Abbildungskegels (6') anzeigbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Blende (4) und dem Detektor (7, 71) im Strahlengang eine angeordnete Kristallkörper-Halterungsvorrichtung (9) drehbar gelagert ist, deren Antrieb mit einer Steuereinheit (14) in Verbindung steht, die steuernd die Kristallkörper-Halterungsvorrichtung (9) in einem Winkelbereich zwischen 0 Grad und 360 Grad in hinreichend kleinen diskreten Schritten um ihre Drehachse (57) dreht, wobei der Auswertebereich zur Erstellung eines sichtbaren ortsauflösenden dreidimensionalen Modells (51', 51", 51'") der kristallographischen Realstruktur und/oder eines Kontrastbildes (52', 52", 52'") der vollständigen Defektinformation aus der Steuereinheit (14), aus mindestens einem Speicher und zumindest aus einer Funktionseinheit (60) zur Auswertung eines Datensatzes, die mit einer anzeigenden Ergebnis-Anzeigeeinheit (15) verbunden ist, besteht, wobei die dabei entstehende Röntgenschattenmikroskopie-Aufnahme innerhalb des Abbildungskegels (6') sowie die linienförmigen Bremsstrahlinterferenzen (6") des durchstrahlten Kristallkörpergebietes synchron auf dem Detektor (7, 71) abgebildet, ausgelesen und in dem der Steuereinheit (14) angeschlossenen Speicher (66) als Datensatz zur Weiterverarbeitung in der Funktionseinheit (60) zur Auswertung eines Datensatzes gespeichert werden.