ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Реальная пространственная структура совершенных кристаллов из "Физические свойства алмаза" Имеющиеся данные о строении алмаза позволяют рассматривать его как целостную систему, объединяющую ряд соподчиненных подсистем (или уровней). Соотношение между различными подсистемами формально описывается символом включения С, что позволяет представить строение алмаза в виде такой последовательности уровней электронный с атомный С кристаллический с морфологический. [c.42] Для исследования различных уровней строения алмаза используются прямые п непрямые подходы. Прямые подходы основаны иа применении классических методов структурного анализа кристаллов [194] однако в силу их ограниченности иногда возникает необходимость использования дополнительных непрямых методов, основанных на зависимости свойства — структура . [c.42] Наиболее исследованными уровнями в структуре алмаза являются кристаллический и морфологический. [c.42] Идеальная кристаллическая структура алмаза f43m образуется вследствие пространственного пересечения двух точечно несовместимых групп — Зт и 43т, к которым алмаз принадлежит одновременно [38, 61, 153]. Группа Зт имеет центр инверсии, а в группе 43т он отсутствует. [c.43] Для преобразоваиня индексов кристаллографических направлений используются матрицы, обратные и транспонированные по отношению к приведенным выше. [c.44] Точность рентгенографического определения постоянной решетки Да ограниченна вследствие тепловых колебаний атомов, а также дисперси. онных особенностей рассеяния рентгеновского излучения. Для дифракци. [c.44] Физическая модель обратной решетки вводится на основе определения рассеивающей способности узлов обратного пространства. Последняя различна и зависит от фактора / , который равен 4 2, если все индексы hkl узла нечетные, и 8, если все hkl четные и узел не погашен. [c.45] При анализе картин электронной дифракции па монокристаллах алмаза в ряде случаев могут наблюдаться следы отражающих плоскостей либо их пересечения астеровидной формы [247. 309). Указанные следы (или Кикучи-липии) образуются вследствие динамического рассеяния и характеризуются избыточной либо дефицитной по отношению к фону интенсивностью. Кикучи-линии возникают при неупругом диффузном отражении и последующем упругом рассеянии электронов рядами параллельных плоскостей кристалла [218. [c.48] Исследования алмаза на более тонком структурном уровне возможны с использован11ем анализа Фурье [ЗЬ]. Последний дает ценную структурную информацию, позволяющую правильно выбрать потенциалы межатомных взаимодействий, описать уравнение состояния, вычислить различные физические константы кристалла и т. д. Среди различных методов Фурье наиболее часто используется метод радиального распределения [36, 229]. [c.48] Примечание Фактор повторяемости векторов соответствует координационным числам, т. е. количеству атомов углерода, пересекаемых координационными сферами различного радиуса. [c.49] Анализ пространственной анизотропии в распределении электронной плотности основан на применении специальных методов развертки обратной решетки, а также использовании двух- и трехмерных рядов Фурье [194]. Указанные методы позволяют построить распределение электронной плотности в различных проекциях (а также сечениях) кристалла (рис. 57) и оценить промежуточный заряд на а-связях, величина которого не превышает 0,1 заряда электрона [1941. [c.51] С точки зрения развития теории химических связей в гиперполимерах представляют интерес квантовомеханические расчеты и рентгеноспектральные исследования плотности электронных состояний в алмазе. Они существенны для определения энергетических характеристик зонной структуры алмаза. В частности, согласно рентгеновским данным [371], валентная зона в алмазе имеет ширину 21—23 эВ, запрещенная зона — 5—7, зона проводимости — 10—12 эВ, Дно валентной зоны расположено на уровне L-слоя свободного атома (табл. 13). Последнее можно объяснить изменением заселенности сферическн-симметричных s-состояний при сближении атомов углерода и образовании а-связей. В электронной структуре это приводит к возрастанию плотности сферически-несимметричных электронных состояний и перераспределению электронов между s- и /7-оболочками, Указанные изменения способствуют образованию хр -гибридизации (см, главу III), существующей в узлах трехмерных ковалентных сеток (ТКС) алмаза. При этом 5 0 -гибридизация возникает, как правило, не сразу, а через промежуточную электронную конфигурацию, которая реализуется на поверхности алмазной грани. [c.51] Формирование габитуса алмазных монокристаллов в значительной мере определяется условиями кристаллизации, а также атомной и зонной структурами алмазной поверхности. При анализе кристаллографического габитуса и характерных морфологических форм монокристаллов используется стереографическая проекция (рис. 58). [c.52] К постоянным простым формам роста кристаллов принадлежат куб, ро.мбододекаэдр и октаэдр, к нере.менным иолиэдрнческим формам — все остальные простые формы (h/г/ , для которых двугранные углы кристалла могут принимать различные значения. [c.52] Примечание. Внешний облик приведенных форм иллюстрирует рис. 30. [c.53] Таким образом, алмаз отличается не только многообразием формирующихся морфологических форм, но и весьма экзотическим облико.м некоторых из них. [c.53] Вернуться к основной статье