Состояние метастабильное энергетические в кристаллах

Строение, как мы уже отмечали (гл. XI), задается составом и энергетическим состоянием вещества. Для кристаллов — это равновесное состояние при данной температуре. Таких состояний для кристаллов имеется ограниченное количество, отсюда ограниченное количество полиморфных модификаций. Но твердые вещества могут находиться в бесчисленном количестве близких друг к другу неравновесных метастабильных энергетических состояний, причем соседние состояния чрезвычайно мало отличаются друг от друга. Именно поэтому отвердевание некристаллических веществ идет не при постоянной температуре, а в довольно широком интервале температур. Мало того, что каждому энергетическому состоянию отвечает своя структура есть такие состояния, каждому из которых отвечает не одна, а множество неодинаковых структур. [c.178]

Определяющее влияние на формирование структуры твердого вещества оказывает природа связи. Вместе с тем здесь действуют и- другие факторы природа структурных единиц — их состав, строение, формы, размеры — и такой важный фактор, как энергетическое состояние вещества. Ионные, атомные, молекулярные и макромолекулярные структурные единицы образуют соответствующие кристаллы или же тела непериодического строения. Большему или меньшему значению свободной энергии отвечают модификации вещества различной плотности, в том числе огромное число метастабильных модификаций. [c.155]

Возьмем полимеры — типичные атомные вещества. Как правило, они пе имеют кристаллического строения, т. е. находятся в метастабильном состоянии, отличающемся от стабильного состояния, в котором находятся кристаллы, более высоким уровнем энергии. Вот почему кристаллизация — обратимый процесс отвердевания— не может служить для воспроизводимого получения атомных твердых соединений. Для этой цели можно воспользоваться только необратимыми процессами, однако лишь такими, в которых отвердевание происходит при строгом регулировании пересыщения системы взаимодействующих веществ. Ведь индивидуальное вещество может быть получено только в том случае, когда вещество данного состава находится в определенном, присущем только этому индивидуальному соединению энергетическом состоянии. В любом другом возможном энергетическом состояний вещество данного состава будет иметь иное строение и, следовательно, представлять собой одно из множества возможных изомерных соединений. [c.242]

Эта кривая разделяет поле диаграммы с, Т на область ненасыщенных растворов I и область пересыщенных растворов, которую, в свою очередь, целесообразно разбить на две части метастабильную и лабильную. Образование метастабильной области II связано с энергетическими затратами на появление зародыша кристалла критического размера. Зона III — область лабильных растворов, которые неустойчивы, поскольку сильно пересыщены. Поэтому в них легко образуются зародыши новой фазы за счет спонтанных флуктуаций концентрации целевого вещества. В метастабильном состоянии (область II) растворы относительно устойчивы, и самопроизвольная кристаллизация не происходит. Однако кристаллизацию можно стимулировать, если ввести в раствор затравки — кристаллики растворенного вещества или даже кристаллы другого вещества (примесь), которые явятся центрами зарождения новой фазы (см. 17.2.2). [c.30]

Анализ многочисленных кристаллохимических данных приводит к выводу, что уменьшению свободной энергии кристалла способствует его более высокая симметрия [234]. В ряде случаев выигрыш в симметрии компенсирует потерю плотнейшей упаковки (или увеличение потенциальной энергии). Разумеется, для любого полимера всегда существует какая-либо самая выгодная по свободной энергии модификация, однако могут быть и другие модификации относительно низких энергий, причем последние отделены от наиболее выгодной высоким потенциальным барьером. Благодаря этому барьеру кристалл может существовать в метастабильном состоянии, и выбор той или иной структуры определяется условиями кристаллизации, т. е. не энергетическим, а кинетическим фактором. [c.83]

Электронные уровни второй группы расположены также в запрещённой области спектра, но приурочены к её верхней части в непосредственной близости от нижней границы полосы проводимости М на рис. 64). Энергетическое расстояние их от этой границы таково, что тепловой энергии решётки достаточно или почти достаточно для переноса электрона с них в полосу проводимости. Большая часть подобных уровней обусловлена трещина-лш, напряжениями или поверхностями раздела в кристалле, но иногда они прямо или косвенно связаны с чуждыми атомами. По природе своей они метастабильны и называются иногда метастабильными уровнями или по характеру поведения уровнями прилипания . Последний термин подчёркивает возможность захвата электрона из полосы проводимости на один из локализованных метастабильных уровней с последующим освобождением электрона за счёт тепловых флуктуаций решётки. Если уровни первой группы (уровни загрязнения) принимаются нормально заполненными, то уровни прилипания в нормальном состоянии кристалла свободны. Пространственно те и другие локализованы и не участвуют в периодичности кристалла. [c.283]

При охлаждении жидкого расплава происходит процесс группировки однородных атомов или атомных групп, вызываемый в основном теми же силами (силами ассоциации, агрегации, силами полимеризации и конденсации в случае полимеров), которые могут привести и к образованию кристаллической решетки. В результате всех этих процессов происходит соединение отдельных частиц в более крупные, менее подвижные комплексы. С уменьшением подвижности увеличивается вязкость системы. Комплексы все укрупняются, возрастает коэффициент трения и, наконец, система застывает, закрепляя структуру переохлажденной жидкости. В настоящее время многие исследователи склонны рассматривать стекла как сложную систему, находящуюся в переохлажденном состоянии. Получаемое переохлажденное состояние является метастабильным, так как свободная энергия неупорядоченно расположенных частиц в нем больше, чем в кристалле при строго симметричном расположении этих частиц. Однако частицы аморфных веществ в процессе перегруппировки должны преодолеть значительные энергетические барьеры, обусловленные молекулярной структурой этих веществ. Поэтому переход из аморфного состояния в кристаллическое маловероятен. [c.6]

К настоящему времени в рамках строгих квантовохимических методов изучено достаточно большое число примесных дефектов в Ш-нитридах, см. табл. 2.3, установлен ряд типов глубоких DX, АХ-центров, исследован механизм формирования некоторых из них. Имеющиеся данные позволяют утверждать, что вероятность реконструкции каждого конкретного центра зависит от многих факторов электронного строения, типа межатомных связей и структуры кристалла, химической природы и зарядового состояния дефекта, внешних условий (например давления). Механизм реконструкции с образованием определенного конфигурационного состояния дефекта (тетрагонального, тригонального, орторомби-ческого) будет зависеть от энергетического баланса (экзо- или эндотермического) между возможными метастабильными состояниями, определяемого вкладами разорванных и новых ковалент- [c.52]

В спектрах люминесценции активированных кристаллов максимальную интенсивность свечения имеет обычно одна группа линий, связанная с переходами между штарковскими компонентами одной пары мультиплетов. Напрпмер, для иона это переходы а для иона Но — переходы /7 —На этих переходах (назовем их условно основными) в обычных условиях, т. е. с использованием широкополосных зеркал оптического резонатора и широкополосной накачки, и возбуждается стимулированное излучение. Для большинства известных. лазерных активаторных ионов основные переходы связаны с самыми нижними метастабильными состояниями в их энергетическом с пектре. Для получения генерации па частотах других линий, обусловленн.лх переходами, которые связаны с высоко расположенными метастабильными состояниями или с другими парами мультиплетов (такие переходы в дальнейшем будем называть дополнительными) и которые обычно имеют меньшие поперечные сечения, необходимо искусственно формировать конту]) усиления системы такилг образом, чтобы оно было максимальным па частоте возбуждаемых линий. [c.30]

Детальные исследования спектров поглощения, люминесценции и установление энергетической схемь( гитарковских уровней иоиов Nd + в Ygx laOi, были проведены в работах [168, 273—275, 52А]. Анализ показал, что при небольших концентрациях ионы Nd + в этом кристалле образуют преимущественно один тип активаторных центров [405, 441]. При комнатной и более низких температурах люминесценция кристаллов Y3AI5O12—Nd + при оптическом возбуждении связана с четырьмя инфракрасными каналами, обусловленными переходами с уровней метастабильного состояния на штарковские компоненты мультиплетов нижайшего терма 1. [c.191]

В связи с этим и исходя из новых физических представлений о воде как гетерофазной ион-кристаллической системе под термином активация следует понимать процесс изменения структурно-физических, энергетических и магнито-электрических свойств гетерофаз связанного состояния вещества (гетерофаза - метастабильная фаза с двумерной организацией структуры) в составе жидкофазных систем, включая воду, водные растворы, жидкие кристаллы, аморфные материалы, полимеры и металлы под действием физических полей. [c.353]