Рост кристаллов пирамиды

Рис. 45. Инфракрасные спектры пропускания исходных (1) н термохимически обработанных (2) образцов, приготовленных из <г> (а) и <с> (б) пирамид роста кристалла синтетического кварца

Рис. VI. 10. Схематическое изображение кристалла в виде полой пирамиды (а) и плоскости сечения пирамиды (б) на боковых гранях указаны миллеровские индексы плоскостей роста кристалла.

Для данного температурного интервала численные значения коэффициентов Л и а равны соответственно Л 0,13-10 , —0,018. Из рис. 33 ясно, что увеличение температуры кристаллизации способствует очистке от примеси натрия и других пирамид роста. Материал пирамиды <с>, синтезированный в температурном интервале 520—630 К со скоростью 1 мм/сут, не должен мутнеть после прокаливания. Однако для высокотемпературной области (>350 °С) не найдены условия стабильного роста плоскости базиса при относительно низких степенях заполнения (<0,80). Поэтому выращивание беспримесных кристаллов кварца на про- [c.119]

Появления слоистости, связанной с захватом неструктурной примеси, в ряде случаев можно избежать, например, путем снижения скоростей роста кристаллов.Однако часто даже в кристаллах с относительно бездефектной пирамидой роста пинакоида <0001 > в секторах роста <1120> наблюдается обычно слоистое распределение неструктурной примеси, не говоря уже о том, что после 7-облучения в секторах ромбоэдров всегда выявляется зональность распределения дымчатой окраски. [c.44]

Поскольку дислокации, особенно винтовые, тесным образом связаны с процессом роста кристаллов, интересно было изучить, не отражается ли дислокационное строение пирамиды <с> в морфологических особенностях рельефа поверхности роста пинакоида и, если подобное соответствие имеется, то нельзя ли использовать его в качестве критерия оценки распределения (а возможно, и плотности) дислокаций в кристалле. Оказалось, что для поверхности базиса в условиях нормального однородного роста характерно образование двух морфологически различных типов рельефа. [c.90]

Рассмотрим данные, характеризующие температурную зависимость пороговых скоростей включения неструктурной примеси в пирамиды <с>, , <+х> и <—х>. Для пирамиды <с> получена количественная характеристика (рис. 32). Это оказалось возможным потому, что подавляющее большинство исследованных кристаллов было синтезировано на затравках базисной ориентации. Кривая v = f (Тк) отвечает граничным условиям, при которых рост кристаллов сопровождается включением неструктурной примеси в пирамиду <с>. Точки, расположенные в нижнем поле диаграммы, характеризуют условия, обеспечивающие выращивание кристаллов без примеси в пинакоидальной пирамиде. Эта зависимость описывается уравнением [c.119]

Необходимо отметить, что не во всех случаях зональное распределение примесей в кристалле можно связывать с изменениями условий роста. Например, отчетливо выраженные в сечении сх закономерно чередующиеся 2—3-миллиметровые зоны дымчатой окраски в секторах тригональной пирамиды синтетических кварцев проявляются в результате пересечения серии паразитных пластинчатых пирамид в секторе ТГ22 . Эти вторичные секторы, образованные акцессорными поверхностями грани (1122), располагаются взаимно параллельно и под углом 45° к оси у. Поэтому в тонких пластинках, параллельных плоскости (ГОЮ), пересекающих несколько вторичных пирамид сектора 1122 , наблюдается чередование слоев с дымчатой окраской различного оттенка и интенсивности. Различие в окраске объясняется эффектом аномального плеохроизма, свидетельствующим о достаточном сложном строении акцессорного рельефа поверхности дипирамиды. Наклонное положение вторичных секторов вызвано перемещением вдоль направления оси у акцессорных холмиков во время роста кристалла. Возможности проявления ложной зональности необходимо учитывать при изучении внутренней морфологии кри- [c.46]

Проблема устойчивости гранных форм роста кристаллов обсуждалась в ряде работ, например, в работе А. А. Чернова 32] Поскольку пирамида пинакоида относится к типу вицинальных с существенно анизотропной поверхностной кинетикой, общего решения, описывающего эволюцию поверхности роста во времени при данных условиях выращивания, нет. [c.172]

Как известно, грани положительной тригональной призмы на полярной диаграмме скоростей роста кристалла кварца соответствует седловая точка в сечении хг ей соответствует минимум, тогда как в сечении, перпендикулярном к оси г,— резкий максимум. Это обстоятельство приводит к неустойчивости этой грани. При малейшем отклонении от точной ориентировки, соответствующей кристаллографической плоскости (1120), на ней появляются ступеньки граней других индексов. Обычно образуются ступеньки сингулярных граней гексагональной призмы и граней положительной тригональной дипирамиды < + 5>. По мере нарастания кристалла такие грани образуют паразитные пирамиды На рис. 21 видно образование паразитных пирамид <+5> при наращивании кристаллов по плоскости (1 Г20) в щелочной и фторидной системах соответственно. Хорошо прослеживается укрупнение рельефа по мере роста вследствие слияния более мелких ступенек граней в более крупные. Видно также, что по мере нарастания основной грани <- -л > ступеньки < + 5> во фторидной системе испытывают значительное тангенциальное смещение, тогда как в щелочной системе такого смещения почти не наблюдается, что объясняется различием соотношений скоростей роста граней +х и +5 в указанных двух системах. [c.98]

О том, что в качестве вещества, энергично адсорбирующегося на гранях кристалла, выступает и растворитель, свидетельствуют наблюдающиеся иногда различия облика кристаллов органических веществ, выращенных из разных растворителей, а также результаты изучения роста кристаллов из водных растворов. Исходя из представлений об эпитаксиальной адсорбции растворителя на гранях, удалось объяснить наблюдаемое соотношение скоростей роста граней разных простых форм кристаллов нитрата калия [Петров Т. Г., 1964] и кварца [Чернов А. А,, Кузнецов В, А., 1969], а также температурную зависимость скоростей роста и различие в интенсивности захвата включений раствора пирамидами роста разных граней ( 1.8). [c.54]

При медленном осаждении из разбавленного раствора высшие парафины образуют монокристаллы ромбической сингонии в виде ромбовидных чешуек, ограниченных с боков плотно упакованными гранями (ПО) [19]. Верхняя и нижняя поверхности каждой чешуйки представляют грани (001), а молекулы располагаются перпендикулярно этим граням и параллельно направлению [001]. Кристаллы часто принимают форму пирамид с террасами, так как в их росте участвуют винтовые дислокации, и толщина последовательных слоев в общем соответствует длине одной молекулы парафина, если учесть ее плоскую зигзагообразную конформацию. При более быстром росте кристаллы начинают приобретать все более дендритную форму и обнаруживают явление двойникования [20]. [c.429]

Рост ПОЛЫХ пирамид объяснить еще труднее, чем рост плоских кристаллов. По-видимому, кристаллы не могут легко принимать в себя соседние молекулярные складки, лежащие в той же плоскости (001), ив этом случае взаимодействие отталкивания может быть понижено путем расположения последовательных плоскостей складывания уступами. Очень возможно, что кристаллы полиэтилена никогда не осаждаются из раствора в виде плоских чешуек, и те из них, которые полностью высушены с образованием незначительных изломов или без всяких изломов (см. рис. 10а), являются скорее однообразно рассеченными, а не сморщенными под действием поверхностного натяжения. Можно отметить, что если полая пирамида при высушивании оседает, то напряжения раскола будут больше в плоскостях, которые более или менее нормальны радиальному направлению. Из рис. 14 видно, что более плотно упакованными плоскостями изгибов, испытывающими относительно большие напряжения раскола, будут плоскости (310), (530) и (210) это как раз те плоскости, в которых наблюдается образование морщин. [c.440]

В работе [139, с. 122] для выращивания монокристаллов сульфида кадмия контролируемого состава из паровой фазы предложена специальная конструкция эвакуированной кварцевой ампулы, заполненной аргоном. Крупные монокристаллы dS получены методами сублимации в разных условиях в вакууме при температуре 1200° С и температурном перепаде АТ = 100°, среде аргона при температурах 1150—1775° С [162, с. 20, с. 1357 164]. В работах Б. М. Булаха изучены условия роста монокристаллов dS из паровой фазы при участии газа-транспортера. Выяснено, что главные факторы, определяющие возникновение различных форм роста кристаллов, — это соотношение исходных компонентов и температура в зоне роста предложена модель, объясняющая происхождение этих форм. На основании того, что рост происходит в условиях, когда имеется нестехиометрическое соотношение исходных компонентов, предполагается образование в паровой фазе различных по структуре комплексов атомов d и S в разных соотношениях, например ( d—S) , ( da—S) или ( dj—S) . Различная ориентация этих комплексов определяет те или иные формы роста, которые наблюдаются на практике (призмы, пирамиды, углы, пластинки, усы). Описан термодинамический метод определения условий синтеза монокристаллов dS из газовой фазы, получены зависимости температур испарения исходных элементов от температуры кристаллизации [162, с. 20]. [c.53]

Для выращивания кристаллов кварца можно применять затравочные пластины самых различных ориентаций, в том числе и иррациональных. Применение заготовок указанных ориентаций в первую очередь определялось требованиями к качеству выращиваемых кристаллов. Проведенными исследованиями было пока-зано, что на различно ориентированных затравках образуются кристаллы с различной однородностью и различной степенью дефектности. Наиболее однородные и в значительной степени мо-нопирамидные кристаллы удается получить именно на затравках указанных выше ориентаций. На рис. 1 приведены фотографии кристаллов, получаемых на затравках различных ориентаций. Следствием гранного механизма роста кристаллов синтетического кварца является их ярко выраженное секториальное строение. На рис. 2 представлено идеализированное секториальиое строение для различных типов кристаллов кварца. Захват структурных и не-структурных примесей существенно зависит от кристаллографической ориентации поверхности затравки скорости и других условий роста. Поэтому возникающие неоднородности распределения примесей по пирамидам и зонам роста (в пределах каждой пирамиды) образуют секториальное и зонарное строение (рис. 3). [c.21]

Помимо указанных типов рельефа, на пинакоиде могут образовываться так называемые поверхности вырождения (см. рис. 18, б). Ориентировка этих поверхностей чаще всего близка к грани положительной дииирамиды Г121 . Основными известными в настоящее время причинами появления таких вырождений являются следующие пониженная щелочность раствора, высокие температуры выращивания, недостаточный массообмен, повышенное содержание примеси алюминия в системе. По мере нарастания кристалла такие поверхности образуют паразитные пирамиды, которые (вследствие того, что они гораздо сильней, чем основная пирамида (с), поглощают структурную примесь алюминия) резко контрастируют на рентгеновских топограммах (см. рис. 18, б) и хорошо визуализируются -облучением. Паразитные пирамиды представляют собой оптический дефект, и соответствующие им участки должны выбраковываться при разделке кристалла на изделия. Установлено также, что поверхности вырождения образуются преимущественно при длительном наращивании кварца и поэтому в основном приурочены к наружным (прилегающим к поверхности роста) участкам кристалла. Очевидно, их формированию, помимо указанных выше внешних причин, способствует также процесс огрубления акцессорного рельефа по мере роста кристалла. Увеличение размера акцессорий, которое, несомненно, происходит с увеличением длительности цикла выращивания, должно сопровождаться возрастанием крутизны их склонов, что [c.93]

Синие кристаллы кварца впервьге были получены в 1958 г. на затравках базисной ориентации при введении в систему Н2О— 5102 — Na20 — СО2 соединений кобальта, растворимых в гидротермальных условиях. Концентрация пигментирующей примеси в исходном растворе и температурные параметры режима выращивания существенно влияют на интенсивность окраски, распределение которой подчиняется закономерностям зональной и секториальной сегрегации неструктурной примеси. На основании результатов спектрального анализа окрашенных кристаллов и характера распределения синей окраски можно заключить, что ион-хромофор Со + адсорбируется коллоидно-дисперсными комплексами силиката натрия и вместе с ним захватывается во время роста кристалла гранью пинакоида. Связь центров синей окраски искусственных кристаллов кварца с ионами Со2+ подтверждена спектрами поглощения, измеренными в поляризованном свете. На всех полученных кривых отчетливо наблюдается широкий максимум с тремя пиками при 545, 595 и 640 нм. Полное отсутствие дихроизма в этих спектрах и наличие тиндалевского рассеяния света подтверждает коллоидальный характер окрашивающей примесной фазы, захват которой начинается при максимальной скорости порядка 0,2 мм/сут на сторону в направлении оси Ц. С увеличением скорости до 0,25 мм/сут массовое содержание кобальта в пирамиде <с> достигает 1-10 3 7о, что обеспечивает образование кристаллов голубого цвета. Синие ярко окрашенные кристаллы с концентрацией кобальта до 1—2 10" % вырастают со скоростью 0,3—0,4 мм/сут при температуре 330—395 °С. В процессе выращивания синего кварца на дне автоклава выделяется стеклообразный осадок тяжелой фазы , окрашенной в темно-синий цвет и содержащей около 3-10" % СоО. Интенсивность синей окраски при нагревании кварца выше точки ач=ьр перехода несколько снижается. После высокотемпературной термообработки образцы голубого цвета теряют прозрачность и, подобно бесцветному кварцу, выращенному с высокими скоростями, приобретают опаловидный характер, сохраняя прочность 12 179 [c.179]

В заключение остановимся на вопросе зарождения бразильских двойников. Из природы этих образований следует, что они имеют чисто ростовое происхождение и не могут быть получены деформационным путем. Трудно представить, чтобы структура правого кварца трансформировалась в структуру левого в результате подвижек атомов. Если такие превращения и возможны, то, во-первых, маловероятно, чтобы они захватывали достаточно большие объемы кристалла, и, во-вторых, для своего существования они, очевидно, требуют больших энергий и поэтому вряд ли возможны в условиях роста а-кварца. Ростовое происхождение бразильских Двойников подтверждается тем наблюдением, что во всех описанных случаях они образуются преимущественно на гранях, обращенных вверх во время роста кристалла. Это проще всего объяснить, предположив спонтанное зарождение энантиоморфных микрокристаллов в растворе, их оседание на обращенные вверх грани н прирастание своими / -гранями к плоским микроучасткам / -граней материнского кристалла в двойниковой ориентации. Такой способ зарождения бразильских двойников позволяет легко объяснить их образование в пирамидах <Я> и <с>, значительно труднее— в пирамидах <г> и <—х>, поскольку представить, что на соответствующих гранях могли формироваться хотя бы микроуча-стки граней Я, невозможно. [c.107]

Ростовые дислокации в синтетических кристаллах кварца были впервые обнаружены и исследованы методами избираль-ного травления, термического декорирования, а также при оценке оптической однородности наросшего материала по теневым проекциям. Было установлено, что ростовые дислокации ориентированы почти нормально к поверхности роста. В пирамиде <с> они образуют расходящиеся в пределах до 25° пучки. Плотность [c.157]

Ранее было показано, что использование бездислокационных затравочных пластин и специальных технологических приемов выращивания обеспечивает получение крупных практически бездислокационных пирамид <с>. При этом было замечено, что рельеф типа булыжная мостовая возникает обычно на с-грани бездислокационных кристаллов, в то время как базисная поверхность кристаллов с дислокациями покрывается акцессориями с точечными вершинами. Тот факт, что скорость роста поверхности базиса бездислокационных кристаллов по порядку величины равна скорости роста этой поверхности для кристаллов, содержащих дислокации, свидетельствует об ином, недислокационном механизме нарастания пинакоида. Можно присоединиться к мнению К- Джексона [27], который полагает, что на пинакоидальной поверхности кварца имеет место нормальное отложение вещества (с образованием характерного для неустойчивого фронта роста ячеистого рельефа), типичное для шероховатых граней. Подтверждение упомянутой точки зрения найдено при анализе морфологических деталей поверхности пинакоида бездислокационных кристаллов кварца. Для таких кристаллов характерно несколько порядков ячеистой структуры поверхность каждой ячейки сложена более мелкими ячейками, на которых, в свою очередь, иногда удается рассмотреть еще более мелкую ячеистую структуру (рис. 51). Очевидно, именно так должны проявляться неустойчивости, возникающие на протяжении всего времени роста кристалла. [c.158]

В процессе изучения внутренней морфологии синтетического кварца методами травления и термодекорирования в различных пирамидах роста кристаллов были обнаружены линейные дефекты, во многом сходные с так называемыми голубыми лучами , встречающимися довольно часто в кристаллах горного хрусталя. В дальнейшем были выяснены условия образования подобных дефектов в синтетических кристаллах и поставлены специальные ростовые опыты с целью воспроизведения линейных дефектов в контролируемых условиях. На основании полученных данных задолго до применения рентгенотопографических методов выявления структурных несовершенств синтетического кварца был сделан вывод о дислокационной природе линейных дефектов в синтетических и природных кварцах, подтвержденный в дальнейшем результатами систематических рентгеноскопических определений. [c.163]

Различия в значениях концентраций парамагнитного азота в разных пирамидах роста кристаллов третьей группы незначительны. Концентрация азота в этих кристаллах в соответствии с окраской существенно изменяется в направлении от центра роста к внешним слоям. На некоторых образцах этой группы разница между значениями апз5 для центрального участка и для участков у граней составляла 5—8 см , что в значениях концентрации азота в соответствии с полученным коэффициентом пропорциональности ( 1,6- 1022 м-2) равно (0,8—1,2) 102 м- [c.422]

В результате экспериментальных работ были определены условия выращивания кристаллов сапфира, близких к природным по окраске. Первые опыты были поставлены с целью выращивания спонтанных, кристаллов синего сапфира. Позднее использовались ориентированные затравки, изготовленные главным образом из лейкосапфира, выращенного методом ГНК или из лейкосапфира, полученного методом Вернейля. Применение в качестве затравок лейкосапфира, выращенного различными методами, не оказало существенного влияния на последующий рост кристаллов на этих затравках. Вначале использовались шлифованные неориентированные бруски. Затем, когда была замечена неодинаковая способность окрашиваться в синий цвет разных пирамид роста кристаллов корунда, стали готовиться ориентированные затравки I) круглые плоскоиараллельные пластины, вырезанные перпендикулярно к 1з 2) шаровидные шлифованные 3) пластинчатые, вырезание параллельно грани гексагональной дипирамиды с символом 2243 . Иногда в опытах в качестве затравки использовались искусственные кристаллы сапфира, выращенные на шаровидной затравке в предыдущих опытах. Такие кристаллы бывают огранены либо гранями гексагональной дипирамиды 2243 , либо гранями той же дипнрамиды в комбинации с гранями призмы 1120 , основного ромбоэдра 10Г1 и пинакоида 0001 . [c.233]

При изучении кристаллов алмаза, полученных из шихты, содержащей Аз, установлено, что влияние этой примеси на полупроводниковые свойства образцов устойчиво проявляется только при одновременном присутствии в шихте и технологических добавок, обеспечивающих скорость роста кристаллов не более 1,7- 10 м/с. Очевидно, такие условия, при которых формируются практически безазотные кристаллы (см. гл. 18), и способствуют образованию в них электрически активных дефектов с участием атомов мышьяка. Легированный мышьяком в процессе роста алмаз обладает п-типом проводимости и удельным сопротивлением при ЗООК от 10 до 10 Ом м. На образцах с большим сопротивлением определить тип проводимости известными способами ие удается. На рис. 168 наблюдаются отчетливая корреляция между сопротивлением кристаллов и содержанием легирующей примеси в шихте, а также слабая анизотропия проводимости пирамид роста <111> и <100>. На температурных зависимостях сопротивления кристаллов п-типа проводимости имеются пологие участки, соответствующие энергии активации 0,008—0,03 эВ в низкотемпературной области и 0,25—0,58 эВ в высокотемпературной, что также можно объяснить наличием примесной зоны. [c.458]

Последовательные стадш роста кристалла зафиксированы киносъемкой (интервал между кадрами 2 мин). Штрихами показана граница между пирамидами роста. Наложившиеся друг на друга контуры включения в пирамиде роста грани (021) — изменения в форме п размерах одного и того же включения в процессе роста. Размер кристалла около 1,5 мм, температура опыта 72° С, переохлаждение раствора О.Тб С. Рост в режиме свободной конвекции, в водном растворе, головкой вниз. [c.44]

На некоторых гранях кристаллов а-31С наблюдаются ориентированные сверхсростки (например, в виде правильных пирамид) возле спиралей роста, которые получаются в процессе производства карборунда. В центрах некоторых спиралей наблюдаются гексагональные пятна, пустоты и другие виды нарушений нормальной структуры. Богато иллюстрированное экспериментальное исследование Верма подтверждает ранее высказанные предположения о причинах политипизма а-51С, заключающихся в нарушениях роста кристаллов. [c.74]

При росте кристалла обнаруживается взаимодействие симметрии кристалла и симметрии среды, из которой он растет. Симметрия среды накладывает свой отпечаток на скульптуру и форл1у граней, на строение пирамид роста, распределение включений и т. п.(см. гл. VI). Кристалл вырастает в форме идеального правильного многогранника, лишь если на его рост не влияет симметрия среды. [c.187]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология