Движение ступеней

Подробные исследования роста кристаллов были предприняты Р. Каишевым на примере электрокристаллизации серебра. Наблюдения показали, что некоторые осадки отличаются спиральной симметрией и при нарушениях или сдвигах в кристаллической решетке кристаллизация сопровождается спиральными движениями ступени роста (рис. 95). Подобные представления о сдвиговой дислокации в кристаллической решетке объясняют возможность спирального роста граней кристаллов, когда он может происходить непрерывно, без образования двумерных зародышей. Причиной спирального роста грани является такое нарушение структуры кристаллической решетки, при котором ступень роста имеется лишь на части грани толщина этой ступени постепенно уменьшается к середине грани. При росте такая ступень не исчезает, дойдя до конца грани, как на идеальном кристалле, а все время поворачивается, образуя на грани все новые слои. [c.396]

В случае медленного растворения наблюдается обратное движение ступени с образованием ямки травления на месте выхода дислокации. [c.30]

Анализ картин декорирования позволяет получить дополнительную информацию о микрорельефе поверхности. Если на поверхности встречаются две ступени одинаковой высоты, то они сливаются в одну. Если же взаимодействуют ступени разной высоты, это приводит к появлению дополнительной ступени. Можно определить также направление движения ступени, применяя повторное декорирование. С этой целью вначале проводят слабое декорирование, затем кристалл подвергают термическому травлению (небольшие частицы золота не препятствуют движению ступени) и снова проводят декорирование. Легко различимые между собой частицы золота первого и второго декорирования служат отметками, позволяющими определить положение ступени до и после травления [13]. [c.290]

Эти спирали по форме полигональны (рис. 14), что свидетельствует о наличии зависимости между скоростью движения ступени по поверхности и кристаллографическим направлением ступени роста. Одним из главных факторов, определяющих величину скорости движения, является плотность изломов в ступени, а зависимость плотности изломов от направ ления (см. раздел IV) обусловливает также зависимость от направления и скорости движения ступени. Так, полигональная форма показывает, что плотность изломов в ступени мала и для выраженных направлений ступени близка к минимуму. [c.385]

В случае малого расстояния между ступенями (г/о 0) очевидно, что скорость роста зависит только от Ар и, следовательно, не зависит от кривизны спирали в центре. Это положение можно пояснить следующим рассуждением. Пусть и — линейная скорость движения ступени, г/д — расстояние между ступенями 9 о — число молекул в 1 заполненного поверхностного слоя. Тогда в общем [c.175]

Таким образом, скорость движения ступеней зависит от расстояния между ними. [c.175]

Скорость движения ступени............. [c.177]

VI.33. При малых значениях радиуса эта спираль становится не вполне удовлетворительной. Действительно, при этих условиях нормали к линии спирали больше не совпадают с радиусами. Если г ) — угол между нормалью и радиусом-вектором, а и — нормальная скорость движения ступени, витки спирали будут за время т продвигаться на расстояние их os 1]з, которое меньше, чем расстояние между витками, определяемое уравнением (VI.42). Далее, величина и и сама будет отличаться от и, даваемой уравнением (VI.33), которое относится к прямолинейным параллельным ступеням. Если решать уравнение диффузии для круговых концентрических ступеней, мы получим другое решение для и, и именно это значение и нужно использовать для внутренних витков спирали, для которых кривизной уже нельзя пренебрегать. [c.182]

Если по тем или иным причинам движение одной из ступеней замедляется, за ней начинает образовываться сгущение ступеней. Одной из причин замедления движения ступени может стать адсорбция примесей на поверхности. [c.121]

По мере того как атомы оседают на такой ростовой ступени, она начинает закручиваться, поскольку конец ее закреплен на дислокации. Скорость движения ступени и не зависит от ориентации (если Хо <С я), благодаря чему все ее точки, кроме прилегающих к дислокации, перемещаются с одной и той же линейной скоростью в итоге возникает некоторая спираль, образующая на кристаллической грани невысокий конус. Спираль закругляется до тех пор, пока кривизна в центре не достигнет 1/ркр [см. формулу (17.14)], после чего вся спираль вращается , сохраняя свою форму. [c.449]

Скорость роста кристаллов в модели размытой фазовой границы [198, 199]. По этой модели при малых движущих силах АСу = —ЬЬТ Те фазовая граница расплав — кристалл перемещается послойным механизмом путем последовательного отложения слоев при движении ступеней, а при больших движущих силах — непрерывным образом между этими предельными слу- [c.468]

Как уже отмечалось в гл. V, теория Бартона, Кабреры и Франка [41] предполагает наличие достаточного числа изломов ступени, куда встраиваются продиффундировавшие по поверхности адатомы. Если эти изломы, адсорбируя, например, молекулы примесей, перестают быть активными точками роста, то суммарная скорость движения ступеней, а следовательно, и скорость роста кристалла могут уменьшаться. Чернов [17, 265, 266] полу- [c.499]

Оказалось, что скорость движения ступени снижается, когда среднее расстояние между (активными) изломами Хо превосходит среднюю длину диффузионного пробега Xs. [c.500]

Современные представления о более конкретном механизме роста кристалла выделяют два из них — слоистый и нормальный. В слоистом механизме роста поверхность кристалла перемещается за счет бокового движения ступеней роста (Стран-ский, Коссель). В нормальном механизме поверхность фронта кристаллизации перемещается по нормали. По нашему мнению, упомянутые механизмы роста кристалла мало что добавляют к общим представлениям, идущим от Гиббса. Нас интересует другой подход к росту кристалла — агрегативный механизм. [c.129]

Требуемые обработка и скорость движения слоя во всех зонах горения наиболее просто достигаются при использовании механических ступенчатых колосниковых, а также цепных решеток. В большинстве конструкций шуровка и передвижение мусора происходят за счет движения ступеней наклонной решетки. [c.50]

Уменьшение описанного объема цилиндра н. д. сопровождается увеличением его в цилиндре в. д. При умеренных г з и высоких к снижают отношение давлений в ступени в. д., чтобы уменьшить рк—Pol и разгрузить механизм движения ступени в. д. [c.162]

Характерная особенность роста кристаллов слюды—резкая анизотропия скоростей роста базиса (001) и других граней. Скорость роста в плоскости (001) по разным направлениям различна и может изменяться со временем (рис. 15). Округлость ступенчатой поверхности означает, что скорость роста торца макроступени изотропна по отношению к его азимутальным поворотам вокруг нормали к грани (001). Анизотропия скоростей роста устанавливается по соотношению между частотой возникновения новых слоев на грани (001) и скоростью тангенциального движения ступеней. Частота возникновения двумерного зародыша на грани (001) определяется 1) структурным контролем со стороны меж-слоевого катиона, оказывающего слабое ориентирующее влияние на среду кристаллизации 2) нахождением около грани комплек- [c.39]

Точки — частицы прнмесн на грани Стрелка зывает направление движения ступени. [c.49]

Если адсорбция примесей не-локализована, такие примеси, ад- сорбированные на гладких участках грани, не могут быть частоколом перед ступенями. Однако в изломах на ступенях они могут адсорбироваться достаточно прочно. При этом число свободных, доступных для ОСНОВНО- 2 го вещества изломов снижается и скорость движения ступени по грани уменьшается. Соответственно происходит и уменьшение скорости роста грани. Однако в отличие от случая неподвижной адсорбции отравление изломов не приводит к полному тор-моженик грани, так как всегда возможен обмен между частицами примеси, адсорбировавшимися в изломах, и частицами основного вещества. Кроме того, все время флуктуативно возникают новые изломы. На рис. [c.51]

Рис. 15. Схема негранных (слева) и гранных (справа) форм роста. 7 — кристалл, 2 — расплав, 3 — направление роста монокристалла, 4 — направление движения ступеней роста

Таким образом, исследования реальной структуры поверхности приобрели важное значение в катализе основным методом этих исследований является электронное зондирование — ДЭНЭ и ПЭМ. По данным ДЭНЭ устанавливают ориентацию и высоту ступеней, а также ширину террас. Динамику роста и движения ступеней изучают методом ПЭМ с применением реилик. Методика исследования ступенчатых поверхностей и основные результаты описаны в монографии [44]. [c.238]

Возникновение ступеней. Поскольку, как показано в начале предыдущего раздела, скорость роста кристалла должна зависеть в первую очередь от скорости образования новых слоев, нам необходимо рассмотреть, как можно получить правильную скорость образования слоев. Эта скорость будет в то же время равна скорости распространения слоев, вычисленной выше. Для этого предположим, что эшелон ст5шеней обусловлен ростом и распространением спиральной ступени. Такая ступень образуется благодаря винтовой дислокации, как описано в разделе 1 .11. При движении ступеней спираль, очевидно, будет вращаться, и это создает эшелон ступеней, исходящих из центра спирали. Ступени, конечно, будут криволинейными, но это не повлияет на качественные рассуждения предыдущего раздела, которые приложимы как к прямолинейным, так и к криволинейным ступеням. При таком спиральном механизме происходит автоматическое образование ступеней со скоростью, равной скорости их распространения. [c.175]

Кабрера создал кинематическую теорию движения ступени на основе представлений Лайтхилла и Уайтхэма [21], сформулированных ими при анализе транспортного потока по магистралям. Когда скорость роста зависит от плотности ступеней, теория описывает профиль кристалла и скорость изменения расстояний между ступенями в процессе роста. Подобно тому как ка перегруженной магистрали возникают транспортные пробки, на растущей поверхности возникают скопления ступеней. Такими скоплениями ступеней объясняются видимые (иногда невооруженным глазом) высокие ступени на выращенных кристаллах (фиг. 3.9). Предпринимались попытки проанализировать другие возможные ситуации, когда скорость роста зависит не только от плотности ступеней, но и от других факторов, например адсорбции примесей, но количественный анализ таких ситуаций очень сложен. На фиг. 3.10, а изображено поперечное сечение кристалла со ступенями и скоплениями ступеней. Обычно высота [c.119]

MOB, достигающих поверхности, равно ansoixs, т. е. в а раз больше rtso/ts, т. е. числа атомов, попадающих на поверхность или испаряющихся с нее при равновесии. Если предположить, что движением ступени можно пренебречь и что устанавливается стационарное состояние, то из условия сохранения адатомов следует [c.447]

Швёбель [174] предложил модель роста нитевидных кристаллов из пара по механизму поверхностной диффузии, причем эта модель обходится без винтовых дислокаций. 20 концентрических ярусов, образующих коническую структуру, принимают атомы из пара с постоянной скоростью, причем повторного испарения не происходит. Все атомы, ударяющиеся о боковые стенки этих ярусов, перемещаются к ступеням посредством поверхностной диффузии и встраиваются в решетку только на ступенях. В отличие от модели Бартона, Кабреры и Франка предполагается, что ступень (горизонтальный участок на фиг. 24) захватывает с разной эффективностью адатомы, поступающие к ней снизу или сверху. Это различие может быть обусловлено различными координациями адатомов у ступени, хотя сумма вероятностей захвата равна единице. Именно эта анизотропия захвата приводит к анизотропии движения ступеней. Теория Швёбеля не учитывает диффузионные поля или концентрационные градиенты и носит чисто геометрический характер. Предполагается, что подвижность адатомов на боковых гранях выше, чем на ступенях, однако никаких других уточнений не проводится. Затем автор численно решает 20 зацепляющихся дифференциальных уравнений непрерывности и получает высоту каждого яруса в функции времени. Установлено, что при достаточном различии коэффициентов захвата первоначально ко- [c.456]

Кинематические волны. Франк [203], а также Кабрера и Вер-мили [204] предложили более общий подход при анализе движения ступеней на поверхности кристалла при этом они воспользовались более ранней теоретической работой Лайтхилла и Уайтхэма [205], посвященной проблемам движения транспорта по загруженным магистралям и наводнений в реках. [c.471]

Чтобы объяснить снижение скоростей роста в разбавленных растворах под действием примесей, Близнаков [268] также пользовался изотермой Лэнгмюра. Только он рассматривал нормальный, а не ступенчатый механизм роста. Предполагалось, что нормальная скорость роста складывается из двух частей 1) нормальной скорости роста для тех участков кристаллической поверхности, которые целиком свободны от примесей, причем эта скорость помножается на долю свободной поверхности (1—0) 2) скорости роста примесных участков, помноженной на степень покрытия 0. При этом предполагается, что коэффициент 0 относится к факторам лэнгмюровского типа. Оказалось, что для ряда систем эта модель дает результаты, согласующиеся (по нормальным скоростям роста) с экспериментом. Однако, как отметил Чернов [17], при таком анализе не учитывается факт слоистого роста граней путем движения ступеней. [c.502]

Члены левой части этого равенства характеризуют диффузионные потоки примеси к торцу с сопряженных террас, iт s ("г ) — поток примеси с торца в объем кристалла, f — поток в слой А обусловленный движением ступени, набегающей на раствор. При условии (4.1.29) получаем выражение для коэффициента захвата /-гранью [c.80]

В настоящее время полагают, что адсорбированные примеси оказывают физические препятствия движению ступеней [201] или отравляют существующие выступы на ступенях [203, 211]. Оранский [215] и Сиерс [216] также предположили, что уменьшение свободной энергии поверхности или ступени в соответствии с изотермой адсорбции Гиббса может иметь важное значение. [c.182]

Затруднения при образовании кристаллических зародышей — не единственный фактор, влияющий на скорость кристаллизации, хотя изучен он был раньше других. Быстрый рост кристаллов при пересыщениях, меньших, чем рассчитанные на основании точной теории образования зародышей, заставил искать возможности обходных путей кристаллизации. Действительно, сравнительно недавно было обнаружено, что некоторые минералы имеют спиральную симметрию и что при наличии некоторых нарушений или сдвигов в кристаллической решетке кристаллизация некоторых солей сопровождается спиральными движениями ступени роста. Дж. Бюргере и другие авторы [27—29] теоретически показали, что представления о сдвиговой дислокации в кристаллической решетке объясняют возможность спирального роста граней кристаллов, при котором он может происходить непрерывно, без образования двухмерных зародышей. Непрерывный спиральный рост граней был доказан экспериментально вначале на примере кристаллов карборунда 1[рис. 12) и желтой кровяной соли [30—33]. Причиной спирального роста грани является такое нарушение структуры кристаллической решетки, при котором ступень роста имеется лишь на части грани толщина этой ступени постепенно уменьшается к середине грани (рис. 13). Легко понять, что при росте такая ступень не исчезает, дойдя до конца грани, как на пдеальном кристалле, а все время поворачивается, в данном случае против часовой стрелки, образуя на грани все новые слои [34]. [c.29]

Для того чтобы скорость поверхностной диффузии была соизмерима с объемной, надо допустить подвижность атомов на поверхности во всяком случае не меньшую или даже большую, чем подвижность ионов в растворе. Приближенный расчет сопротивления и диффузшг в 1 растворе AgNOs в случае роста в нем ступени на поверхности кристалла серебра показывает, что при допущении разряда ионов только на активных местах ( ступенях роста ) сопротивление при наблюдающейся на опыте скорости движения ступени должно давать омическое падение потенциала и создавать концентрационную поляризацию возле линии роста ступени порядка нескольких или даже десятков милливольт. Однако опыт во многих случаях дает меньшую величину поляризации, чем рассчитанная с учетом объемной диффузии, движения ступени и конвекции, что позволяет допускать возможность поверхностной диффузии наряду с непосредственным разрядом на активных местах. Вывод о наличии концентрационного обеднения раствора возле линии роста подтверждается тем фактом, что, как упом януто выше, характер перемешивания раствора влияет на направление роста ступеней (см. раздел 9, стр. 79). [c.85]

Выводы теории кристаллизации из пара или раствора непосредственно используются для описания превращений в твердом теле в теории паровой щели [9, 10]. Предполагается, что исходная фаза и новая разделены микроскопической щелью и развитие превращения происходит в результате испарения атомов из исходной фазы и конденсации на поверхности растущего кристалла. В щели устанавливается стационарное состояние паровой фазы, через обмен с которой происходит превращение между твердыми фазами. Это подтверждается близостью энергии активации роста и энергии сублимации исходной фазы для некоторых молекулярных кристаллов [10]. При кинематическом рассмотрении роста через паровую фазу может быть использован весь опыт изучения поверхностных процессов при росте кристаллов из неконденсированпой фазы [11, 12]. В частности, уже в последнее время один из таких вариантов паровой теории, учитывающий развитие поверхностного рельефа, был предложен для описания роста зерен при рекристаллизации, причем расчетная модель, по мнению автора теории, подкрепляется прямыми электронно-микроскопическими наблюдениями над характером и движением ступеней на межзеренных границах [13]. Если отвлечься от слишком буквального использования конкретных положений теории конденсации в кинетических расчетах паровой теории, модель щели можно рассматривать как описание одного из мыслимых предельных случаев превращения в твердом теле — случая полного нарушения контакта между фазами. Но ввиду малой точности определения кинетических па- [c.346]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология