Бездислокационный кристалл
Cтраница 4
Оба показателя ( а, /) зависят от состава и структуры металла, однако зависимость силы межатомной связи у металлов от изменения их структуры не велика, поэтому основным путем упрочнения является увеличение числа атомов, одновременно участвующих в элементарных актах разрушения, что характеризуется величиной коэффициента а. Эта величина при изменении структуры может изменяться в дестяки раз, но все же далеко не достигает единицы, за исключением случая бездислокационных кристаллов. [46]
Эти кристаллы свободны практически от дислокаций. Поэтому пластическая деформация в них возможна только путем синхронного сдвига всего ряда атомов вдоль плоскости скольжения. Прочность бездислокационных кристаллов приближается к теоретической, определенной расчетным путем. [47]
Недавно были получены бездислокационные кристаллы и таких соединений, как GaAs. Следует уточнить, что под бездислокационными кристаллами подразумеваются кристаллы, не имеющие дислокаций, выявляемых травлением и декорированием. Вполне возможно ( хотя и не обязательно), что дефекты могут быть выявлены другими методами. Кристаллы, конечно, не свободны от вакансий и, будучи очень чистыми, не свободны все же от химических примесей. Тем не менее работу Дэша, безусловно, следует считать заметной вехой на пути управления свойствами твердотельных материалов. Для получения бездислокационного материала используется следующая методика. [48]
Ранее было показано, что использование бездислокационных затравочных пластин и специальных технологических приемов выращивания обеспечивает получение крупных практически бездислокационных пирамид с. При этом было замечено, что рельеф типа булыжная мостовая возникает обычно на с-грани бездислокационных кристаллов, в то время как базисная поверхность кристаллов с дислокациями покрывается акцессориями с точечными вершинами. Тот факт, что скорость роста поверхности базиса бездислокационных кристаллов по порядку величины равна скорости роста этой поверхности для кристаллов, содержащих дислокации, свидетельствует об ином, недислокационном механизме нарастания пинакоида. Можно присоединиться к мнению К - Джексона [27], который полагает, что на пинакоидальной поверхности кварца имеет место нормальное отложение вещества ( с образованием характерного для неустойчивого фронта роста ячеистого рельефа), типичное для шероховатых граней. Подтверждение упомянутой точки зрения найдено при анализе морфологических деталей поверхности пинакоида бездислокационных кристаллов кварца. Очевидно, именно так должны проявляться неустойчивости, возникающие на протяжении всего времени роста кристалла. [49]
 |
Ступенька на линии дислокации. [50] |
Она зависит от условий получения кристаллов и последующей их обработки. Плотность дислокаций сильно повышается благодаря механическим воздействиям. При выполнении надлежащих условий выращивания кристаллов сейчас удается изготовлять большие бездислокационные кристаллы некоторых веществ, например кремния и германия. [51]
Заметим, что энтальпия, связанная с образованием дислокации-чрезвычайно велика, а энтропия очень мала. Таким образом, дислокации термодинамически нестабильны, и в принципе можно приготовить бездислокационные кристаллы, в то время как нельзя полностью избавиться от точечных дефектов. Последнее не означает, что мы не можем контролировать концентрацию точечных дефектов данного типа. [52]
Однако эти результаты не могли быть использованы непосредственно для экономически эффективного производства бездислокационного кварца, необходимого для производства оптических деталей, так как реализация эффекта выклинивания ростовых дислокаций из пирамид нарастания граней основных ромбоэдров потребовала бы чрезвычайно длительных циклов перекристаллизации. В природных ростовых процессах фактор времени играл определяющую роль и обеспечил возможность образования уникальных по размеру и совершенству кристаллов, которые целенаправленно подбирались и использовались для подготовки первых бездислокационных затравок, необходимых для организации выпуска оптически однородных синтетических кристаллов кварца. При разрашивании таких затравок в условиях, исключающих включение в наросший материал твердых включений, образуются синтетические бездислокационные кристаллы, которые могут быть использованы как товарный оптический монокристальный кварц, а также для воспроизводства бездислокационных затравок. [53]
Однако эти результаты не могли быть использованы непосредственно для экономически эффективного производства бездислокационного кварца, необходимого для производства оптических деталей, так как реализация эффекта выклинивания ростовых дислокаций из пирамид нарастания граней основных ромбоэдров потребовала бы чрезвычайно длительных циклов перекристаллизации. В природных ростовых процессах фактор времени играл определяющую роль и обеспечил возможность образования уникальных по размеру и совершенству кристаллов, которые целенаправленно подбирались и использовались для подготовки первых бездислокационных затравок, необходимых для организации выпуска оптически однородных синтетических кристаллов кварца. При разращивании таких затравок в условиях, исключающих включение в наросший материал твердых включений, образуются синтетические бездислокационные кристаллы, которые могут быть использованы как товарный оптический монокристальный кварц, а также для воспроизводства бездислокационных затравок. [54]
Как уже отмечалось, дислокации не являются причиной формирования ячеистого рельефа. Такой рельеф образуется и на полностью бездислокационных кристаллах как форма проявления неустойчивостей при нормальном механизме отложения вещества. Характерная особенность рельефа типа булыжная мостовая - наличие нескольких порядков яче-истости. [55]
Современная физика, изучающая свойства идеальных кристаллов, и техника, использующая эти свойства, в предельных случаях предъявляют очень жесткие требования к химической и физической чистоте кристалла. В пересчете на абсолютное число атомов, содержащихся в 1 см3 твердого тела, получим 10 атомов примесей. Это значит, что в примесном проводнике, зона проводимости которого пуста, атомы примесей создают огромное число - 10 носителей тока в 1 см3, Физическая неоднородность определяется наличием в кристалле структурных дефектов. Для уменьшения их содержания были разработаны методы выращивания бездислокационных кристаллов. [56]
При этом было замечено, что рельеф типа булыжная мостовая возникает обычно на с-грани бездислокационных кристаллов, в то время как базисная поверхность кристаллов с дислокациями покрывается акцессориями с точечными вершинами. Тот факт, что скорость роста поверхности базиса бездислокационных кристаллов по порядку величины равна скорости роста этой поверхности для кристаллов, содержащих дислокации, свидетельствует об ином, недислокационном механизме нарастания пинакоида. Можно присоединиться к мнению К - Джексона [27], который полагает, что на пинакоидальной поверхности кварца имеет место нормальное отложение вещества ( с образованием характерного для неустойчивого фронта роста ячеистого рельефа), типичное для шероховатых граней. Подтверждение упомянутой точки зрения найдено при анализе морфологических деталей поверхности пинакоида бездислокационных кристаллов кварца. Очевидно, именно так должны проявляться неустойчивости, возникающие на протяжении всего времени роста кристалла. [57]
В кристаллах, выращенных обычными методами кристаллизации из расплава, плотность дислокаций составляет ( 104 - 10е) см-2. В результате пластической деформации плотность дислокаций быстро возрастает на несколько порядков. Наилучшие полупроводниковые кристаллы удается вырастить с плотностью дислокаций ( 102 - 103) см-2 в наилучших лабораторных условиях выращивают кристаллы с плотностью дислокаций порядка нескольких единиц на см2 и бездислокационные кристаллы. [58]
Ранее было показано, что использование бездислокационных затравочных пластин и специальных технологических приемов выращивания обеспечивает получение крупных практически бездислокационных пирамид с. При этом было замечено, что рельеф типа булыжная мостовая возникает обычно на с-грани бездислокационных кристаллов, в то время как базисная поверхность кристаллов с дислокациями покрывается акцессориями с точечными вершинами. Тот факт, что скорость роста поверхности базиса бездислокационных кристаллов по порядку величины равна скорости роста этой поверхности для кристаллов, содержащих дислокации, свидетельствует об ином, недислокационном механизме нарастания пинакоида. Можно присоединиться к мнению К - Джексона [27], который полагает, что на пинакоидальной поверхности кварца имеет место нормальное отложение вещества ( с образованием характерного для неустойчивого фронта роста ячеистого рельефа), типичное для шероховатых граней. Подтверждение упомянутой точки зрения найдено при анализе морфологических деталей поверхности пинакоида бездислокационных кристаллов кварца. Очевидно, именно так должны проявляться неустойчивости, возникающие на протяжении всего времени роста кристалла. [59]
Страницы: 1 2 3 4