Кристаллы двумерные совершенные

Все предложенные до настоящего времени теории зарождения и роста НК и пленок игнорируют реальное состояние поверхности раздела, участие во многих случаях химических реакций в процессе кристаллизации из газовой фазы, следствием которых является наличие слоя хемосорбированных молекул на поверхности раздела. При наличии хемосорбции непосредственный обмен между подложкой и средой практически отсутствует и хемосорбционный слой в известном смысле можно считать промежуточной двумерной фазой . Рост кристалла в этом случае, по-видимому, происходит в результате актов химического распада молекул хемосорбционного слоя, механизм которых совершенно не изучен. Особая трудность возникает при обсуждении возможных механизмов роста эпитаксиальных пленок сложных соединений при жидкофазном осаждении в связи с тем, что молекулярная форма нахождения большинства этих соединений в растворах и расплавах в настоящее время неизвестна. Поэтому единой достаточно удовлетворительной теории зарождения и роста НК и пленок при газофазном осаждении пока не существует. Необходимо дальнейшее накопление надежных экспериментальных данных о реальной структуре (атомной и электронной) поверхностей раздела, о явлении хемосорбции, о так называемой закомплексованности и других определяющих явлениях. Важным также в теории гетерогенного зародышеобразования пленок является установление соотношения между процессами статистического зародышеобразования на чистых подложках и на активных центрах. Имеются сведения (Л. С. Палатник и др. 1972 г.) об образовании и длительном существовании в тонких пленках термодинамически неравновесных фаз. Поэтому пределы применимости к тонкопленочным системам (приборы микроэлектроники, оптические покрытия и др.) диаграмм состояний, разработанных для систем массивных материалов, требуют подробного анализа и обсуждения. [c.485]

Возьмем небольшой кристалл, форма которого такова, что отдельные грани слишком велики для получения на них равновесия, другие — слишком малы для этого. Для достижения равновесной формы слои должны удаляться с малых граней, а на больших откладываться. В соответствии с теорией роста совершенных кристаллов [77], разработанной Странским и Фольмером и рассмотренной в общих чертах в разделе V,1,Д, для такого роста необходимы очень большие грани, на которых должно происходить двумерное зародышеобразование. При равновесном давлении пара, которое должно быть по условию, размер двумерных зародышей, согласно уравнению (47), равен [c.381]

Степень полноты количественной теории кристаллизации в больших объемах ограничена возможностями используемого при построении такой теории математического аппарата, который определяет необходимую меру упрощений, принимаемых при разработке расчетной схемы процесса. Оказывается неизбежным принятие ряда допущений относительно атомно-молекулярного механизма кристаллизации и законов теплопередачи в жидкой и твердой фазах. Так, например, при анализе последовательной кристаллизации следует задать зависимость скорости роста кристаллов V от переохлаждения ДГ, определяемую рельефом поверхности раздела фаз в атомном масштабе [И, 12]. Если плотность точек роста на поверхности кристалла близка к единице (атомы из жидкости могут подстраиваться к кристаллу в любой точке его поверхности, которая предельно шероховата ), то в условиях стационарного процесса V — А Г ( нормальный рост кристалла). В противоположном случае совершенно гладкой в атомных масштабах поверхности раздела фаз последовательные слои твердой фазы возникают через формирование двумерных зародышей и функция V (АТ) много сложнее ( слоистый рост кристалла). Наличие на поверхности кристалла несовершенств, например областей выхода винтовых дислокаций, меняет вид зависимости у от АТ. [c.10]

Совершенно иной подход к описанию структуры расплавов полимеров был сделан Стюартом [168] на основании результатов опытов с моделями полимерных цепей из пружинок и бусинок. Вследствие особой геометрии модельных молекул он наблюдал в основном их параллельное расположение относительно друг друга. К подобной структуре приводит также использование для описания предполагаемого в расплаве полимеров ближнего порядка кинк-модели (рассмотренной в разд. 4.2.3 модели кристаллов, в которых цепи макромолекул имеют резкие изломы). На рис. 5.1 представлено двумерное изображение структуры расплава полимеров с рядом изломов [c.16]

IV. 16. Двумерные дефекты. Границы разориентации. Следующими после линейных дефектов идут границы разориентации, которые называют также границами зерен, даже если они и не ограничивают зерно . Часто внутри кристалла наблюдаются поверхности, которые представляют собой разрывы непрерывности кристаллической решетки. По обе стороны такой поверхности решетки локально разориентированы относительно друг друга. Конечно, если такая поверхность замкнута, то заключенный внутри нее участок является совершенно самостоятельным кристаллом. Так, в случае [c.126]

Критическое пересыщение. Известно, что усы часто образуются только при пересыщениях, меньших некоторого предельного. Если это предельное пересыщение превысить, усы утолщаются и перестают расти как усы, торможение роста устраняется. То же самое применимо и к пластинкам. Это явление часто объясняют с позиций двумерного зародышеобразования на заторможенных гранях (разделы 1.4 и 1.5). Двумерное зародышеобразование может происходить и на совершенных гранях кристалла при [c.247]

Поскольку кристаллы растут путем присоединения молекул к определенным точкам поверхности, таким, как края слоев, то, по-видимому, примеси достаточно адсорбироваться только на этих точках, чтобы вызвать уменьшение скорости роста. Это объясняет, почему часто очень малое количество примеси сильно влияет на рост. В случае совершенных граней иногда предполагают, что примеси тормозят рост, затрудняя двумерное зародышеобразование путем адсорбции на краях потенциальных двумерных зародышей. Обычно примеси не встраиваются в решетку в заметных количествах, хотя это не всегда так. [c.250]

Следовательно, основные черты одномерной задачи сохраняются. Единственная разница состоит в том, что дискретное концевое состояние, имевшееся в одномерной задаче нри 1г1>1, теперь превращается в зону поверхностных состояний с шириной 8 р , содержащую № уровней, которые, конечно, лежат вне нормальной зоны состояний кристалла. Если г не слишком велико, поверхностная зона перекрывает нормальную зону кристалла, но когда z велико, эти две зоны совершенно разделены и амплитуды волновых функций нормальных кристаллических состояний становятся на поверхностных атомах исчезающе малыми. Данное положение представляет интерес, поскольку означает, что по отношению к внешним взаимодействиям кристалл ведет себя как двумерный слой атомов, электронная структура которого описывается зоной поверхностных состояний. [c.385]

Штаудингер принимает за молекулу сумму атомов, связанных нормальными ковалентностями. По, его мнению, кристалл алмаза и двумерный кристалл графита представляют собой молекулы А оо, тогда как кристаллы, в которых крупные молекулы объединены ван-дер-ваальсовскими силами или побочными валентностями в новые объединения, состоят из многих молекул. Мы исходим из совершенно другого принципа классификации молекул и кристаллов и считаем, что молекулы в структурном отношении являются замкнутыми конечными агрегатами частиц, а кристаллические образования отличаются структурным принципом, простирающимся в бесконечность. Поскольку, однако, все кристаллы имеют конечную величину, они всегда должны быть ненасыщенными в краевой зоне, т. е. способными к адсорбции или связыванию. Если, как это имеет, место у высокомолекулярных соединений, непрерывно повторяется один и тот же структурный мотив, то это следует рассматривать как проявление кристаллического структурного принципа. Различные возможности насыщения концевых валентностей говорят за то, что это насыщение не очень тесно связано со структурным принципом цепей. Само собой разумеется, что мы будем считать молекулами объединения со сравнительно невысокой степенью полимеризации (например, порядка сотен), если число повторений оказывается постоянным при известных условиях. Однако можно с одинаковым [c.223]

Блок-сополимеры типа АВ или АВА в твердом или студнеобразном состоянии образуют структуры с сегрегированными доменами, состоящими из блоков только одного вида. Классические структуры для линейных систем изображены на рис. II. 4. Автор настоящего раздела предложил именовать их суперрешетками или суперкристаллами [37]. Безотносительно к работе 37], написанной в 1976 г., эта терминология теперь прижилась, ермин суперкристаллы оправдан тем, что в существенно гомо-дисперсных системах сегрегированные домены образуют совершенно правильные трехмерные, двумерные или одномерные структуры. Их электронные микрографии неотличимы (за исключением масштабов) от решеток обычных кристаллов, и могут даже наблюдаться дислокации. Характер решеток зависит от содержания блоков типа А или В структуры, показанные на рис. II. 4, могут переходить друг в друга в присутствии некоторых растворителей или при изменениях температуры правда, способность к таким полиморфным превращениям зависит от реальной структуры блоков. [c.77]

Первая детальная попытка описать кинетику роста кристалла была предпринята на модели однокомпонентного совершенного кристалла, построенного из малых молекул и растущего из газовой фазы. Предполагаемые при этом процессы схематически изображены на рис. 6.4. Основная идея этой модели заимствована из работы Гиббса (разд. 6.1.1). Тамман [368], Фольмер [382], Коссель [219], Стран-ски [359], Бекер и Дёринг [30], Френкель [105] и Бартон и Кабрера [54] разработали необходимый формализм для описания макроскопически наблюдаемой скорости роста в терминах предполагаемых микроскопических процессов. Б простейшей форме такой процесс крис-таллизатдии включает слудующие стадии а) адсорбция на поверхности, б) двумерная диффузия к растущей кромке, в) встраивание в растущую кромку, г) одномерная диффузия к углу и д) кристаллизация. Противоположными этим пяти стадиям являются стадии испарения. [c.161]

Расчеты молекулярно-кинетической теории проведены для совершенного кристалла с идеально плоскими гранями. На поверхности реального кристалла всегда имеются нарушения, дефекты, несовершенства, грань никогда не бывает идеально плоской. Присоединение частицы к месту локального нарушения структуры энергетически наиболее выгодно. Самым вероятным оказывается присоединение частицы к выходу винтовой дислокации. Выход винтовой дислокации на поверхность кристалла представляет собой ступеньку, к которой легко может присоединиться новая частица. Присоединение частицы не восполняет и не залечивает ступеньку. Рост происходит путем спиральнослоистого нарастания грани, так что каждый новый повторяемый шаг продолжает спирально-винтовую лестницу, увеличивая число оборотов спирали. Рост кристалла осуществляется путем присоединения отдельных частиц к постепенно продвигающемуся выходу спирали (рис. 322,6), поэтому для роста не требуется образования двумерного зародыша. Расчет показывает, что слоисто-спиральный рост, осуществляеми с помощью винтовых дислокаций, можс происходить из паров или растворов при сколь угодно малых пересыщениях. Спирали с высотой ступенек порядка [c.360]

Рост совершенной грани кристалла путем разрастания двумерного зародыша (я) и слоистоспиральный рост кристалла, осуществляемый путем присоединения частицы к незарастающей ступеньке на выходе винтовой дислокации (б) [c.361]

Установлено, что поверхность щелочно-галоген-ных кристаллов в большей мере стимулирует кристаллизацию полимеров, чем любой другой нуклеант и кристаллическая поверхность собственно полимера. Этот эффект авторы работ [105, 106] связывают с полем даль-нодействующих сил и пытаются количественно его оценить [105]. В работах Дистлера [107—109], а также Дарлинга [110] по декорированию через аморфные прослойки экспериментально обнаружен дальнодействующий характер поверхностных сил. Важно подчеркнуть, что для эпитаксиальной кристаллизации полимеров совершенно не обязательна близость кристаллических параметров решетки подложки и полимера. Эпитаксиальные эффекты являются следствием ориентирующего влияния расположенных в определенной последовательности ионов подложки, а также следствием влияния поверхностных дислокаций. Эпитаксиальная кристаллизация полимеров происходит и на полимерных подложках — например, на одноосно вытянутых пленках кристаллических полимеров [111]. В работе [112] сделан вывод, что необходимым условием эпитаксиальной кристаллизации одного полимера на поверхности другого является наличие аналогии в двух параметрах кристаллографической решетки — двумерное подобие, а в [111] считают, что важно соотношение поверхностных натяжений нуклеан-та и кристаллизующегося полимера. В настоящее время вопросам эпитаксиальной кристаллизации полимеров на кристаллических подложках посвящено много работ [105, 113—116]. [c.96]

Исследование соотношений симметрии дает ценный материал по геометрически эквивалентным точкам или частицам, обозначаемым этими точками и находящимся в определенной взаимозависимости. Уже выше (стр. 49) было указано, что кратности этих (гомогенных) точечных систем находятся друг к другу в простых отношениях. При молекулярных конфигурациях имеет смысл (см. стр. 38) выяснить общее число точек или частиц, определяющих конфигурацию. Это невозможно в случае кристаллических конфигураций, так как в данном случае каждый сорт точек состоит из бесконечного числа частиц. То, что в первом случае обозначается как величина молекул или молекулярный вес, лишено значения во втором случае. Если базироваться на формулах с определенньш числом атомов, то можно говорить только об эквивалентных величинах, эквивалентных или формульных весах. Однако остается тот факт, что кратности различных сортов точек сохраняют простые отношения. В каждой пространственной системе, так же как и в каждой точечной плоской или цепной группе, взаимно эквивалентные точки обладают определенными кратностями. Для плоских и пространственных групп имеет силу еще более избирательно действующее, ограничение. Эквивалентные точечные положения могут обладать лишь такими кратностями, которые относятся друг к другу, как делители 48 (причем само число 48 не входит в эти делители при плоских группах) таким образом, отношения могут быть выражены только какими-либо цифрами из следующего ряда 1 2 3 4 6 8 12 16 24 48. Отсюда можно вывести как следствие для этих групп симметрии, что частицы, состоящие в другом каком-либо отношении (например, 1 5 7), не могут принадлежать к геометрически вполне эквивалентным точечным положениям. Так, если в двумерных или трехмерных кристаллах наблюдается соотношение, выражаемое с помощью химических символов элементов, как АхВ , то можно с достоверностью заключить, что с точки зрения свойств конф1гу-рации все В не могут быть эквивалентны друг другу, тогда как в случае точечной или цепной группы такого рода заключение было бы несправедливо. Естественно, что такого рода реальная геометрическая неэквивалентность не должна указывать на совершенно другие свойства таких соединений, так как различные точечные поло- [c.85]

Вторая модификация элементарного углерода, графит, имеет совершенно другое строение. Здесь атомы углерода связаны друг с другом так, что они образуют плоские двумерные слои. Все расстояния С—С равны 1,42 А, и каждый углерод связан с тремя другими углеродами за счет х з -гибридных связей, как в бензоле (рис. 8.14, а). На рисунке изображены фрагменты двух слоев. Обратите внимание на шестичленное кольцо, которое является основным повторяющимся элементом. Расстояние между слоями намного-больше, чем длина связи С—С. Оно фактически равно расстоянию в кристалле фенантрена между отдельными кольцами (рис. 8.11) — это вандерваальсово расстояние. Таким образом, графит является вандерваальсовым кристаллом в одном измерении и ковалентным кристаллом в двух других. [c.262]

Число ближайших к данному соседних узлов в решетке называется координационным числом. Оно равно 6 в простой кубической решетке, 8 в кубической объем-ноцентрированной и 12 в кубической гране-центрированной решетке. Чтобы не рассматривать довольно сложную трехмерную систему решетки, часто упрощают ее, сводя к двумерному аналогу. Четырех-и шестиугольники довольно удачно укладываются в такую плоскую модель, а вот пятиугольники и поверхности с семью и более углами не могут образовать сплошную плоскую модель (рис. 41). В соответствии с этим атомные центры располагаются так, чтобы в зависимости от типа элементарной ячейки было возможно продолжение пространственно периодической решетки. Так как координационные числа 5, 7, 9, 11, 13 и больше не позволяют построение пространственно сплошной решетки, то кристаллы с такими элементарными ячейками в природе не существуют. Однако у стекловидных некристаллических веществ могут образоваться так называемые смешанные структуры, в которых ячейки с различными координационными числами совершенно нерегулярно сменяют друг друга. [c.62]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология