ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Механизмы классической диффузии из "Физическая механика реальных кристаллов" Любые точечные дефекты кристаллической решетки обладают замечательным свойством мигрировать, т. е. перемещаться в кристалле. Для классических дефектов единственной причиной миграции является флуктуационное тепловое движение, а ее реализацией служит беспорядочное блуждание точечного дефекта по решетке. Если под действием некоторых движущих сил подобная миграция происходит направленно, то говорят о диффузии точечных дефектов. Но иногда диффузионным движением называют любую тепловую миграцию дефектов, даже если она не характеризуется выделенным направлением. В дальнейшем нас будет интересовать не столько направление диффузионного перемещения дефектов, сколько механизмы их миграции. [c.196] Сильное взаимодействие классического дефекта с кристаллической решеткой приводит к его локализации. В результате этой локализации дефект оказывается в глубокой потенциальной яме, совершая в ней малые колебания с некоторой частотой Юо. [c.196] Сопоставляя энергию активации миграции дефекта /о с параметром графика на рис. 65, следует помнить условность последнего. Существование функции Е = Е (х) предполагает, что в процессе перемещения дефекта кристалл успевает прийти в равновесное состояние, характеризующееся определенным значением координаты дефекта х. Таким образом, энергия Е может считаться функцией только координаты х, если движение дефекта в процессе перехода между позициями Хо и XI происходит достаточно медленно. Когда условие медленности не выполняется, то график на рис. 65 для функции одной переменной х теряет смысл. При этом формула (П.1) остается справедливой, но энергия активации и о приобретает смысл независимого диффузионного параметра, определяющего энергию седловой точки в некотором многомерном пространстве конфигураций атомов кристаллической решетки вблизи дефекта. [c.197] Наконец, перемещение сложного точечного дефекта бывает многоступенчатым. Тогда полная энергия активации миграции дефекта должна быть согласована с энергиями активации отдельных ступеней механизма диффузии. Можно представить себе несколько атомных механизмов скачка, переводящего дефект из одного положения в другое. Обратим внимание на типичные механизмы. Наиболее прост механизм миграции вакансии. Элементарным скачком служит в этом случае переход атома в соседнюю вакансию (рис. 66). В результате скачка атом и вакансия просто обмениваются местами. [c.197] Вакансионный механизм часто реализует ди( )фузию примеси замещения в кристалле. Если примесь и вакансия оказываются рядом, то они могут обменяться местами по схеме рис. 66. Примесь ди( )фун-дирует по кристаллу в результате обменов местами с различными вакансиями, которые время от времени оказываются вблизи нее. Этот механизм должен быть особенно существенным и лимитирующим процесс дис зфузии примеси в том случае, когда атом примеси значительно больше атома кристалла-матрицы и становится совершенно маловероятным прямой обмен местами примеси и регулярного атома. [c.198] Диффузия междоузельных атомов осуществляется несколькими механизмами. Наряду с прямым перемещением атомов по междоузлиям (рис. 68, а) возможен непрямой механизм движения, при котором междоузельный атом занимает место в узле, вытесняя из него атом в соседнее междоузлие (рис. 68, б). [c.199] Более многоступенчатым выглядит гантельный механизм диффузии междоузельного атома. Для перемещения гантельной конфигурации 1, 2) на рис, 69 из исходного узла в соседний необходимо скачкообразное смещение трех атомов один из партнеров гантели (1) переходит в узел, второй — смещается к соседнему узлу, из которого находящийся в нем атом 3 переходит в гантельную конфигурацию. В результате вместо гантельной конфигурации (/, 2) возникает гантельная конфигурация (2, 3) новой ориентации в соседнем узле. Очень важно, что смещение гантельной конфигурации на период решетки сопровождается перемещением каждого из атомов — участников процесса на гораздо меньшее расстояние. Это обстоятельство значительно облегчает реализацию гантельного механизма диффузии междоузельных атомов. [c.199] Еще более легко идет краудионный механизм перемещения лишнего атома в плотноупакованном ряду, о чем мы уже имели случай говорить. Однако смещение краудиона под сильным внешним воздействием больше напоминает механическое движение, чем прыжковую диффузию. [c.199] Вернуться к основной статье