ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поверхность, границы зерен, интерфейсы из "Квантовая химия в материаловедении" Расчеты электронных состояний различных граней чистой поверхности a-AlzOj выполнены в [103, 111—125]. В работах [111—114] использованы модели парных потенциалов и рассмотрены в основном структурные состояния поверхностных слоев (релаксация и реконструкция). Более точные первопринципные расчеты [17—125] позволяют получать обширную информацию о полных и локальных плотностях состояний во внешних слоях кристаллов, оценивать энергии структурных перестроек поверхности, подробно изучить природу межатомных химических связей вблизи поверхности. [c.138] СТОЯНИЯ корунда. Четко видны сдвиг (в область низких энергий связи) 5,р-состояний атомов кислорода внешнего слоя (1120)-гра-ни и наличие ряда новых (в сравнении с объемными ) максимумов 02, 2р-ПС, отражающих возникновение неэквивалентных локальных взаимодействий с атомами А1 поверхностных слоев. В свою оче редь, (i,/ , i)- o TOHHHH алюминия образуют поверхностный резонанс вблизи нижнего края зоны проводимости, см. рис. 6.13. [c.140] Из данных табл. 6.5 следует, что учет релаксационных эффектов эезко понижает величины поверхностных энергий. Отмечается 118], что общая релаксация для некоторых граней может включать заметные смещения ионов из исходных узлов кристаллической решетки, приводя к общей реконструкции структуры и состава поверхностной области кристалла. Отмеченный эффект наглядно демонстрирует схема реконструкции грани (ЮТО), рис. 6.14. [c.140] Согласно полученным данным [129—132], в ряду З -металлов 8с Си энергия их сцепления с (0001)А120з уменьшается. Эта тенденция может быть отнесена за счет уменьшения в указанной последовательности ковалентной составляющей связи М—О. Для 5с, Т1 и V падение межфазной адгезии определяется в основном прогрессирующим заполнением антисвязывающих состояний. [c.143] В ряду Сг Си основную роль в дестабилизации М—О связей играют изменения в пространственной протяженности -оболо-чек металлических атомов и систематический сдвиг этих состояний в область низких энергий. Отмечается [132] возможность атомной реконструкции интерфейсов, в том числе — с возникновением вблизи границы фазового раздела различных структурных дефектов, например, решеточных вакансий. [c.143] В [138] оценивались энергии разрыва гетероструктуры (111) КЪ/(0001)А120з согласно полученным данным, наиболее вероятен скол кристалла вдоль слоя металлических атомов. [c.144] При изучении поверхности AI2O3, содержащей адатомы Pt, Ag, установлено [136], что эффекты релаксации достигают третьего кислородного монослоя адгезия атомов благородных металлов происходит в результате образования ионных связей, индуцируемых поверхностным потенциалом Маделунга, и достаточно невелика (энергии сцепления составляют -0,4 (Ag) и -0,6 эВ (РЬ) в пересчете на адатом). [c.144] С вопросами описания интерфейсов тесно связана проблема квантовохимического моделирования границ зерен в поликристаллических А120з-керамиках, макроскопические свойства которых существенно зависят от атомной структуры и химического состава зернограничных областей [152—159]. [c.144] В [158—160] параметрическим методом решеточной статики моделировалась атомная структура зернограничной области AI2O5 (типа 0001 и [ЮТи), где л = 0,1,4). Энергия системы оценивалась как сумма кулоновского межионного взаимодействия и репульсив-ного вклада, обусловленного перекрыванием ионных оболочек. Рассмотрено несколько возможных конфигураций структур зернограничной области двух основных типов, формирующихся как дефекты слоевых упаковок или зеркальных структур, рис. 6.17. Несмотря на приближенный метод расчета (использование различных форм потенциала приводит, например, к вариации получаемых значений энергии границы зерна перпендикулярно 0001 направлению в интервале 0,3—0,9 Дж/м [9]) авторы [160] отмечают неплохое согласие получаемого вида релаксированных атомных структур данным электронной микроскопии высокого разрешения [158, 159]. [c.144] К сожалению, теоретические исследования зернограничных состояний поликристаллических А120з-керамик пока ограничены отмеченными работами, использующими приближенные вычислительные схемы. [c.144] Вернуться к основной статье