Кристаллов ступень роста

Для бездислокационных граней между стационарной скоростью распространения ступени роста и перенапряжением при небольших т] существует линейная зависимость [=kL , где Ь — длина растущей ступени. Для кристаллов с винтовой дислокацией была найдена линейная зависимость между током и г) , которая объясняется тем, что при спиральном росте общая длина L спирального фронта обратно пропорциональна расстоянию между последовательными витками спирали и, следовательно, пропорциональна перенапряжению. Зная эти зависимости, можно приготовить поверхности с точно известной плотностью ступеней роста. Согласно импедансным измерениям на таких поверхностях плотность тока обмена пропорциональна длине ступеней. Это означает, что осаждение адатомов на ступенях является более быстрым процессом, чем осаждение на кристаллической плоскости, а найденная плотность тока обмена, составляющая 600 А/см , характеризует обмен между адатомами в местах роста и ионами в растворе. С другой стороны, импедансные измерения на идеально гладких поверхностях позволили определить ток обмена адатомов на кристаллической плоскости с ионами раствора, который оказался равным всего 0,06 А/см . Таким образом, при электрокристаллизации серебра из концентрированных растворов осуществляется преимущественно механизм непосредственного вхождения адатомов в места роста, вклад же поверхностной диффузии даже при наивысшей плотности ступеней не превышает нескольких процентов. [c.327]

Пусть расстояние между двумя параллельными ступенями роста на поверхности электрода равно 2хо (рис. 174), а начало координат совмещено с левой ступенью. Тогда середина расстояния между ступенями имеет координату Хд. Чем больше расстояние Ха, тем меньше концентрация ступеней на поверхности кристалла и тем большую роль играет поверхностная диффузия. Концентрация адатомов на поверхности при протекании катодного тока является функцией расстояния X Г=Г(х). Предположим, что переход адатома, достигшего ступени роста, к выступу (в так называемое полукристаллическое положение, [c.322]

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]

Возможность образования ступенчатой наружной поверхности кристалла необходимо иметь в виду при исследовании ступеней роста, обусловленных тепловыми и механическими флуктуациями. [c.108]

СЛОИ и ступени роста. При увеличении скорости роста до 8-10 м/с и выше на кубических гранях часто проявляются такие детали макрорельефа, как спирали и воронки, а на октаэдрических— элементы блочного роста. Кроме того, в случае, когда длительность процесса синтеза приближается или превышает величину его эффективной длительности, на поверхности граней кристаллов независимо от их размера наблюдаются дефекты (рис. 143) типа неправильных углублений и различных каверн, Образование подобных дефектов можно связать с эффектом закрытой грани при возникновении и росте ориентированной фазы монокристаллического графита в этих условиях. [c.397]

Дислокационный механизм роста кристаллов приводит к образованию на растущей грани своеобразных спиралей или ступеней роста (рис. 25), которые могут быть выявлены методами электронной, фазовоконтрастной микроскопии и т. д. [c.101]

Нет принципиальных отличий и в механизме роста кристаллов из газовой фазы и, например, из раствора. Атомы, достраивающие кристалл, адсорбируются на его поверхности и быстро диффундируют по поверхности кристалла на большие расстояния до того, как они вновь испарятся или будут захвачены ступенями роста в том месте, где они образуют наибольшее число связей с кристаллом. Многократное повторение таких захватов адсорбированных атомов ступенями роста приводит к тому, что ступень роста за счет этого достраивания движется по поверхности кристалла до тех пор, пока она не достигнет грани кристалла. Когда это произойдет, ступень роста как таковая исчезает и, чтобы рост кристалла продолжался, необходимо образование новой ступени. Ее образование начинается с адсорбции или хемосорбции одиночного атома на поверхности и развивается присоединением к нему соседних атомов. Средний радиус зародыша г, с достижением которого такой островок начинает разрастаться, можно найти из условия, что вероятность присоединения атома равна вероятности его отрыва [c.375]

Извилистый контур ступени роста, возникающий в случае островного (локального) покрытия примесью поверхности, может приводить к захвату кристаллом множества микроскопических включений раствора, аналогично описанному в 1.6. В крайних случаях, при большой концентрации включений, это вызывает появление непрозрачных кристаллов. Так, азотнокислый свинец из чистого водного раствора растет в виде фарфоровидных кристаллов, по-видимому, из-за отравления поверхности менее растворимой основной солью РЬ(ОН)ЫОз [в присутствии НЫОз кристаллы РЬ(ЫОз)2 растут прозрачными]. [c.50]

В случае кристаллов имеется небольшое количество различных мест на поверхности. Это грани разных индексов (обычно от двух до шести), ребра между гранями, ступени роста, отдельные дислокации. Различные места на поверхности кристалла ограничены в основном немногими типами и поэтому здесь нет непрерывного распределения энергии адсорбционных сил по местам адсорбции. Вследствие этого число ступеней на изотерме адсорбции в пределах преимущественного заполнения монослоя не должно быть очень большим. При соблюдении надлежащих предосторожностей во время синтеза и последующих обработок таких кристаллов число ступеней на изотерме адсорбции должно находиться в соответствии с числом выходящих на поверхность кристалла граней разных индексов [297, 298]. Если это условие не достигнуто, то число ступеней на изотерме адсорбции должно находиться в соответствии с числом выходящих на поверхность граней и с числом возможных ступеней роста, типичных для данного кристалла и условий его получения. [c.62]

Рассмотренный метод был применен и к адсорбции на ионных кристаллических адсорбентах [11]. В частности, было найдено, что изотерма адсорбции на ряде адсорбентов такого типа складывается из двух изотерм адсорбции — одной с высоким значением р, соответствующей адсорбции на физически однородной части поверхности, состоящей из одной грани, и другой с малым значением р, соответствующей адсорбции на остальной, неоднородной части поверхности. Эта неоднородная часть поверхности может быть связана с выходом на поверхность дислокаций и ступеней роста кристаллов (см. рис. [c.175]

Углеродные реплики, полученные в тлеющем разряде, с успехом были применены для исследования мелких частиц. Помимо фото 13 укажем на фото 14, которое ясно показывает преимущество реплик при исследовании кристаллов дыма окиси магния — метод реплик позволяет изучать структуру, поверхности частиц, в данном случае наблюдать ступени роста на гранях микрокристаллов [103]. [c.103]

Второй способ не требует пояснения. В качестве стандартного объекта здесь, как и в первом случае, удобно применять кристаллы дыма окиси магния. На них нетрудно подобрать подходящие расстояния между ступенями роста. На фото 16 показаны примеры определения разрешения предварительно оттененных сплавом РЬ —Р(1 углеродных реплик с кристаллов дыма МдО. Как видно на снимках, здесь разрешение реплик также оценено в 20 и 30 А. В более поздней работе Фуками оценивает разрешение таких реплик, определенное по второму способу, в 25 А [141]. [c.113]

При низких анодных и катодных перенапряжениях растворение и осаждение металлов на реальных кристаллах осуществляется через винтовые дислокации. При этом места роста возникают постоянно. Однако при более высоких перенапряжениях наряду с осуществлением механизма роста через винтовые дислокации появляется возможность образования поверхностных зародышей, что приводит к повышению концентрации ионов металла на ступенях роста и полукристаллических положениях, а значит, и к дальнейшему повышению скорости обмена. Анодные поверхностные зародыши будут пустотами глубиной в один атомный слой. [c.343]

Развитие радиальной симметрии заверщенного сферолита проходит через начальную стадию образования и роста других геометрических форм. Это наблюдалось при изучении сферолитов из мономерных веществ [83, 84] и неудивительно, что аналогичные механизмы обнаружены и для полимеров. Вначале возникают фибриллярные или иглоподобные кристаллы, которые затем удлиняются, разветвляясь или расходясь в виде веера по аналогии с дендритным ростом. Сферическая форма развивается постепенно образованию ее предшествует появление листков , которые можно наблюдать в электронном микроскопе. Предположение о регулярности ответвлений приводит к заключению, что должны возникать хорошо очерченные сферические образования, завершающие достаточно большую последовательность ступеней роста [97]. Кроме того, если взаимные направления ответвления для всех кристаллитов вполне определенны, то в сферолите развивается также вполне определенный кристаллографический порядок. Само ответвление носит некристаллографический характер и должно зависеть от свойств поверхностей раздела кристаллитов. [c.317]

Своеобразный вид роста кристаллов, образование усиков на олове, был интерпретирован Фрэнком [13] как процесс, в котором переползающая дислокация выполняет у основания усика такие же эволюции, как ступени роста на поверхности кристалла. Таким путем усик способен расти без содержания каких-либо дислокаций, и эти усики действительно на несколько порядков прочнее обычных кристаллов. [c.20]

При равномерном осаждении металла на противоположные стороны углублений происходит геометрическое выравнивание. На формирование микрорельефа поверхности электроосажден-ных металлов влияют также особенности процесса электрокристаллизации. Размеры, форма отдельных кристаллов, ступени роста и дислокационные искажения — все это в совокупности определяет так называемую кристаллическую шероховатость. [c.268]

Установлено, что структурные единицы легче всего встраиваются в места выхода на поверхность дислокаций. Если это винтовые дислокации, то встраивание идет непрерывно до завершения кристаллизации, причем образуются спиральные ступени роста, часто прямоугольные и очень сложные благодаря наложению друг на друга различных дислокаций. Если кристаллизация происходит на поверхности постороннего кристалла, то энергия взаимодействия структурных единиц с подложкой зависит от структуры и состава последней. При определенных условиях наблюдается эпитаксия. Этот процесс происходит, при некотором подобии кристаллических решеток, путем ориентации плотнеупакованных слоев кристаллизующего вещества и подложки. Имеет также значение соот- [c.152]

Критич. зародыши образуются на активных центрах пов-сти электрода. Такими центрами м. б. поры в оксидной пленке, выходы винтовых дислокаций, вакансии, изломы на ступенях роста и др. энергетич. неоднородности пов-сти. Число активных центров, участвующих в процессе электрохим. нуклеации, возрастает с увеличением Г). Вокруг возникшего и растущего криста ша образуются зоны экранирования ( дворики роста ), в к-рых нуклеации не происходит. Радиус зон экранирования уменьшается с ростом л. Постепенно происходит исчерпание числа свободных активных центров и прекращение з ождения новых кристаллов, наступает насыщение. Адсорбция примесей из р-ра на электроде снижает число активных центров и, соотв., общее число зародышей. Стадия зарождения кристаллов определяет в конечном итоге осн. физ.-мех. св-ва гальванич. покрытий, в т. ч. их пористость. [c.430]

На атомногладкой фани кристалла его рост происходит путем образования двумерного критич. зародыша и его последующего разрастания. Возникновение двумерного зародыша требует определенного перенапряжения Т1, связанного с возникновением новой пов-сти - ступени роста и, соотв., избыточной краевой энергии. Распространение раст чцего слоя по пов-сти грани происходит тангенциально, путем присоединения атомов к местам роста (изломам на ступени). Такая Э. наблюдается на бездислокационных фанях монокристаллов Ag, полученных электролизом в капиллярах. При повышении [c.430]

В искусственных и природных графитах также обнаружены характерные спирали. Согласно представлениям автора , кристаллы фафита растут путем присоединения атомов (или атомных фуппировок) к ребрам фаней, смещенных по винтовой линии. Когда несколько ценфов кристаллизации объединяются, то образуются ступени роста высотой 10 нм. Эти спирали [c.54]

Превращения, протекающие в твердой фазе алюмосиликатного геля в процессе кристаллизации цеолитов, были исследованы электронно-микроскопически [11]. Используя метод углеродных реплик, удалось изучить морфологические изменения,указывающие на характер образования и роста кристаллов цеолита. Рис. 4.24 демонстрирует последовательную кристаллизацию типичного алюмосиликатного геля с образованием кристаллов цеолита А. На рисунке можно видеть структуру исходного геля, последующее появление ядер кристаллизации и хорошо окристаллизо-ванные кубические кристаллы цеолита. На рис. 4.24 показан необычный рост кристаллов достаточно большого размера. Двойникование, обычное для кристаллов цеолитов, проявляется в образовании ступеней роста на грани (100) монокристалла цеолита А. [c.351]

Н. Кабрера и Ф. Франк первыми сформулировали теорию, объясняющую возможность непрерывного роста кристаллов даже при низких пересыщениях. Они рассматривают дислокации как источник невырождающихся ступеней роста спиральной формы. Адсорбированные атомы диффундируют по направлению к таким ступеням роста, за счет чего они достраиваются. Однако рост кристалла никогда не завершается образованием полностью достроенного атомного слоя. При наличии винтовой дислокации процесс роста протекает как вращение ступени вокруг точки ее соединения с дислокацией (см. ч. 1, разд. 2.5). [c.376]

Очень прочно адсорбированные на грани частицы (с большим т) являются для ступеней препятствием, называемым частоколом Кабреры . Ступень роста может двигаться по поверхности, только проникая между частицами, образующими частокол , и охватывая их (рис. 1-25). Частицы, которые ступень обошла, оказываются включенными в кристалл. Если среднее расстояние между частицами примеси меньше диаметра двумерного критического зародыша, ступени роста останавливаются и скорость роста такой отравленной грани падает до нуля. Если же при данной концентрации примеси на поверхности увеличить пересыщение (вследствие чего уменьшится размер критичес- кого зародыша), ступень начнет двигаться. Таким образом, существует критическое пересыщение, до которого скорость роста равна нулю (область заторможенного роста пли мертвая зона ). Чем выше содержание данной примеси в растворе, тем больше критическое пересыщение (рис. 1-26). [c.49]

В случае хорошо образованных кубических кристаллов, таких как кристаллы ряда металлов (Си, Fe), солей (Na l) и окислов (MgO), вся поверхность, за исключением ребер и углов, может состоять только из граней (100), и поэтому она в основном построена одинаково. Если эти кристаллы выращены и обработаны в условиях, устраняющих или по крайней мере сильно снижающих образование на поверхности граней ступеней роста и других дефектов, то поверхность соответствующего адсорбента при достаточно больших размерах кристаллов, т. е. при небольшой удельной поверхности, приближается к физически однородной. При этих условиях влияние таких источников неоднородности, как ребра и углы кристаллов J и места их контакта, невелико. [c.17]

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

Хиби и Яда [90] провели электронно-микроскопические исследования несовершенств строения кристаллов дымов окисей магния и молибдена при помощи одноступенчатых реплик. В случае кристаллов окиси магния отчетливо наблюдались двойниковые образования с общей плоскостью (111), столбчатые, а также иногда пластинкообразные кристаллы. На кристаллах обоих дымов были обнаружены ступени роста. В ряде случаев были отмечены сложные формы, образовавшиеся в результате взаимного прорастания кристаллов. Обнаруженные различия в габитусе кристаллов для обоих дымов могут представлять интерес для выяснения проблемы роста кристаллов. [c.157]

При охлаждении в контролируемых условиях значитель-, ного количества раствора кристаллизация протекала в объеме и осажденные из суспензии кристаллы имели другой вид. Из разбавленных растворов выделялись либо дендритообразные, либо, если концентрация была несколько еще более понижена или температура повышена, ромбические монокристаллы (фото 89). Последние обладали отчетливо видимыми в результате оттенения ступенями роста, свидетельствовавшими о том, что рост кристаллов протекал по механизму, определенному присутствием винтовой дислокации, как это ранее было рассмотрено для парафинов. [c.261]

Значительное число сложных факторов, влияющих на рост кристалла, исключает возможность простой количественной формулировки этой проблемы к тому же нужно учесть, что мы допустили сверхупрощение, полагая, что основная ступень роста включает образование целого слоя. На самом деле вполне возможно одновременное развитие нескольких слоев на растущей грани. Хотя инициирование новой кристаллической последовательности вероятнее всего происходит на краю складки, можно также ожидать инициирования с конечной скоростью и на поверхности грани. [c.308]

Диффузия к местам роста полукристаллическим положениям) с круговой симметрией. Если глубина проникновения диффузии [см. ур. (2.367)] много меньше расстояния между местами роста (положение г на рис. 103) в ступени роста, то диффузия ад-атомов от мест роста (анодный процесс) или к местам роста (катодный процесс) будет симметричной . По оценке Кабрера и Бартона плотность полукристаллических положений на ступенях роста на кристаллах в паровой фазе довольно велика. Весьма вероятно, что это справедливо и для электрохимического процесса. Повидимому, диффузия с круговой симметрией встречается редко. Тем не менее здесь необходимо рассмотреть эту проблему с тем, чтобы можно было учитывать влияние диффузии с круговой симметрией на соотношения плотность тока — напряжение. [c.327]

Процессы кристаллизации на винтовых дислокациях. На винтовых дислокациях, которые обусловливаются примесями или несовершенствами структуры реального кристалла, постоянно остаются ступени роста. Представления и теорию Бартона, Кабрера и Франка осаждения и растворения или испарения кристаллов через винтовые дислокации без существенного изменения можно перенести на электрохимическое осаждение или растворение металлов, как это было сделано Бермилья я Флейшманом и Ферском [c.338]

Для наиболее вероятного случая роста или растворения кристаллов через винтовые дислокации с параллельными ступенями роста при оценке порядка величины омического падения напряжения в электролите нужно исходить из распределения линий тока вокруг пиний роста, как осей с цилиндрической симметрией. Если глубина проникновения поверхностной диффузии Яд мала по сравнению с расстоянием между линиями роста 2х , т. е. С Жо, то при оценке омического сопротивления Лом нужно рассматривать приближенно распределение линий тока с цилиндрической симметрией на глубину при постоянной плотности тока ( о) на поверхности шириной 2Я(, и длиной Ь х . Тогда, согласно уравнению (2. 615), омическое сопротивление электролита на линиях роста длиной Ь см1см ) на единицу площади [c.341]

Псевдоморфозы. При введении кристалла квасцов в концентрированный раствор NH3 получают совершенный псевдоморфоз гидроокиси алюминия, которая не только повторяет все ребра и грани, но и такие тонкие кристаллографические отличительные признаки ранних ступеней роста кристалла, как полосы и т. п. в 2 М растворе NH3 эта форма разрушается [433]. Кристаллический безводный Ре2(804)з при внесении в концентрированный раствор NH3 или в едкий натр также дает четкий псевдоморфоз [434]. Другим превращением, которое удобно демонстрировать, является переход хойландита aAl2SigOj6-6Н2О в псевдоморфную кремневую кислоту, происходящий за несколько часов при нагревании на водяной бане с 20%-яоп соляной кислотой [436]. [c.308]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология