Оптическая анизотропия кристаллов

Кинетика и механизм диффузионных процессов представляют огромный интерес для полупроводниковой электроники, техники квантовых оптических генераторов, процессов изготовления микроминиатюрных устройств, твердых и пленочных схем. Изготовление активных элементов полупроводниковых схем и р—/г-переходов (см. гл. IX) основано на диффузии легирующих примесей в полупроводниковый монокристалл из газа или расплава. Этот процесс сводится к налета-нию молекул (атомов) из газовой фазы и к диффузии их внутрь кристалла. Второй процесс медленнее первого. А так как диффузия примесей протекает по уравнениям первого порядка, то весь процесс псевдо-мономолекулярный. Таков же характер процесса травления полупроводника, если диффузионная стадия самая медленная. В этих случаях особую роль играет закон анизотропии кристаллов (см. гл. IV), так как диффузия в кристаллах идет с разной скоростью в разных направлениях. Скорость роста кристаллов, скорость окисления кислородом, скорость травления зависят от того, какая грань подвергается воздействию. Например, доказано 178], что различные грани кристаллов вольфрама обладают разной активностью по отношению [c.49]

Длины волн белого света имеют значения приблизительно (400—800)-10 мкм. Получающаяся в кристалле разность хода для лучей одних волн равна четному, для других — нечетному числу полуволн. Поэтому волны одной длины (одного цвета), входящие в состав белого света, при интерференции уничтожаются, другие, наоборот, усиливаются В результате отношение интенсивностей различных цветов становится иным, чем в белом свете, и кристалл кажется окрашенным. Каждой разности хода соответствует определенная интерференционная окраска, по которой определяют оптическую индикатрису кристалла. Индикатриса характеризует оптическую анизотропию кристалла и представляет собой вспомогательную поверхность, каждый радиус-вектор которой соответствует показателю преломления кристалла для световой волны, распространяющейся в направлении этого вектора. В общем случае эта поверхность имеет форму эллипсоида. Условно кристаллы называют положительными, если индикатриса имеет форму вытянутого эллипсоида (рис. VI. 14, а) и отрицательным, если индикатриса сплюснута (рие. VI. 14, б). При последовательном прохождении луча через стандартный кристалл с известным знаком двулучепреломления и сферолит наблюдается измене- [c.176]

Некоторые жидкости при течении обнаруживают-оптическую анизотропию, выражающуюся в появлении эффекта двойного лучепреломления, или двупреломления. Как известно из физики, эффект двупреломления заключается в том, что луч света, падающий на одноосный кристалл, разделяется на два луча, идущие по выходе из кристалла параллельно первоначальному направлению. Один из этих лучей, называемый обыкновенным, следует обычным законам преломления света. Для- Другого, необыкновенного луча показатель преломления в зависимости от угла, составляемого с оптической осью кристалла, может иметь различные значения. . [c.43]

ФОТОУПРУГОСТЬ ПОЛИМЕРОВ - возникно вение оптич. анизотропии и связанного с ней двойного лучепреломления в первоначально изотропных полимерных твердых или жидких телах под действием механич. нагрузок. При одноосном растяжении пли одностороннем сжатии изотропное твердое тело приобретает свойства оптически одноосного кристалла с оптич. осью, параллельной оси растяжения или сжатия. Жидкие полимерные тела становятся оптически анизотропными при течении. Прп более сложных деформациях, наир, при двустороннем растяжении, твердый образец становится оптически двухосным. [c.275]

При изготовлении призм из кварца приходится учитывать явление, называемое оптической анизотропией кристаллов кварца. [c.155]

Весьма интересной особенностью полимеров является способность перехода в промежуточное (мезофазное) по отношению к жидкому и твердому состояниям жидкокристаллическое фазовое состояние. Оно характеризуется вполне определенными исходными структурой и физическими свойствами, а также способностью их быстрого изменения под влиянием внешних воздействий. Жидкие кристаллы, с одной стороны, обладают высокой пластичностью (легко переходящей в текучесть), а с другой стороны, обнаруживают характерную для твердых веществ спонтанную оптическую анизотропию. [c.30]

До сих-пор мы считали, что кристалл для фотонов является оптически изотропной средой. Отметим, однако, что как в оптической, так и в рентгеновской (и более жесткой) областях спектра кристалл может обладать оптической анизотропией [14]. При анализе процесса излучения под показателем преломления в законах сохранения следует понимать один из главных показателей преломления мишени [34]. В жестком диапазоне особенно ярко оптическая анизотропия кристаллов выраже- [c.40]

Данную характеристику подтверждают наблюдения оптической анизотропии алмазов, являющейся структурно-чувствительным свойством кристаллов. Аномальное двулучепреломление в алмазе— оптически изотропном материале — обусловлено неравномерными напряжениями в матрице, возникающими в присутствии дислокаций, примесей и включений, блочности, при изменении параметров решетки и т. д. [c.401]

Изотропные вещества в однородном электрическом поле большой напряженности обладают способностью к двулучепреломлению монохроматического линейно поляризованного луча света, распространяющегося перпендикулярно приложенному полю. Это явление было открыто в 1875 г. Керром в экспериментах со стеклом (прозрачное изотропное вещество), а также с жидкостями. Лишь в 1930 г. наблюдали эффект Керра в газах и парах. Таким образом, эффект Керра представляет электрооптическое явление, которое состоит в том, что изотропное вещество, помещенное в электрическое поле, приобретает свойство оптически одноосного кристалла с оптической осью, направленной вдоль приложенного поля, т. е. внешнее электрическое поле вызывает искусственную анизотропию вещества. Такое воздействие поля обусловлено тем, что анизотропные молекулы изотропного вещества под влиянием поля преимущественно ориентируются вдоль поля (рис. XIII.1). Наличие постоянного электрического дипольного момента молекул усиливает этот эффект. [c.234]

Выше было показано,,что спектрально-угловые распределения фотонов, образованных частицами, пролетающими через кристалл, существенно зависят от преломляющих свойств среды. Если кристалл помещен во внешнее переменное поле, то его преломляющие свойства резко изменяются. В частности, качественно новые черты приобретают эффекты, обусловленные оптической анизотропией кристаллов в у"Диапазоне, если вещество помещено в зависящее от времени внешнее поле (электромагнитное, звуковое). [c.141]

Поэтому даже вдали от дифракции спин нейтрона вращается на частоте, отличной от ларморовской. Вклад в показатель преломления частицы (у-кванта), проходящей по кристаллу, обусловленный слагаемым типа рассмотренного в (21.40), влияет на оптическую анизотропию кристаллов в жестком диапазоне и, в частности, зависит от переменных полей, действующих на кристалл. (Эти поля в условиях дифракции очень сильно [c.157]

Наиболее структурно-чувствительной характеристикой текстуры жидких кристаллов является ее оптическая анизотропия, определяемая в основном одноосным ориентационным порядком. Степень ориентационного порядка в термотропных жидких кристаллах определяется величиной [c.40]

Подобные системы с упорядоченным расположением молекул, обладающие оптической анизотропией и механическими свойствами, промежуточными между истинными жидкостями и твердыми телами, часто называют жидкими кристаллами. [c.230]

Черри и Чэпмен [103] предположили, что аномально низкая величина показателя преломления лецитин-декановых пленок, получаемая из измерений угла Брюстера в соответствии с однослойной изотропной оптической моделью пленки, объясняется их оптической анизотропией. Действительно, стержневидные молекулы ПАВ (липида) обычно ориентированы перпендикулярно поверхности бислоя, что неизбежно должно приводить к анизотропии оптических свойств черной пленки. Поэтому более правильно представлять черную пленку в виде пластинки из одноосного кристалла, оптическая ось которой нормальна к ее поверхности. [c.113]

Жидкие криста/ты. Некоторые чистые жидкости в 1978 г. их насчитывалось более 6000) и еще большее число смесей обладают свойствами, гораздо более присущими твердым кристаллам, а именно для них характерны оптическая анизотропия, дифракция рентгеновских лучей и ряд других определенных электрических и термических свойств. Более того, их свойства претерпевают резкие изменения при определенных температурах, что свидетельствует об изменениях, происходящих [c.457]

Высокомолекулярные соединения (например, некоторые белки, ацетилцеллюлоза, естественный каучук и др.) способны образовывать кристаллы, обладающие гранями и оптической анизотропией. Однако эти образования не имеют свойства пространственной кристаллической решетки. [c.62]

Заканчивая, укажем проблемы структурной рефрактометрии, ко-терые требуют своего разрешения. Самой главной проблемой рефрактометрии по-прежнему остается повышение точности вычислений мольных рефракций химических соединений. Дальнейшего прогресса здесь нельзя достичь, если не будут найдены достаточно надежные н не громоздкие методы учета поляризационного взаимодействия ионов,- а также не будут найдены обоснованные корреляции электронной поляризуемости атомов и степени металличности их связей. Именно тогда расчет рефракций будет поднят на более высокий уровень, который сможет обеспечить новые области применения рефрактометрии. В частности, только после повышения точности вычислений можно ожидать успеха в попытках установить жесткую вязь между оптической и геометрической анизотропией кристаллов. [c.280]

Для большинства получаемых разными способами кристаллов граната характерно наличие полосчатости, которая диагностируется с помощью травления, декорирования и наиболее наглядно — наблюдением в поляризованном свете. В последнем случае проявление полосчатости обусловливается оптической анизотропией граната, вызываемой остаточными напряжениями, возникающими в связи с неравномерным слоистым расположением включений, примесей, различных двухмерных и точечных дефектов. Образование примесной полосчатости связывается с колебаниями температуры, скорости перемещения кристалла, концентрационным переохлаждением. [c.186]

Большинство кристаллических веществ обладает оптической анизотропией т. е. различные направления по отношению к их кристаллической решетке оптически неэквивалентны это связано с различием расстояния между частицами в решетке и, следовательно, числа атомов, расположенных вдоль каждого направления. Таким образом, скорость, с которой пучок поляризованного света проходит через анизотропные кристаллы, зависит от ориентации плоскости колебаний по отношению к кристаллической решетке- Однако для каждого вещества обычно существует по крайней мере одно особое направление, вдоль которого монохроматический луч может распространяться с одной и той же скоростью независимо от ориентации его плоскости колебаний это направление называют оптической осью кристалла. Соответствующий этому направлению показатель преломления называется главным показателем преломления. [c.224]

В этих условиях существование жидкокристаллического состояния растворов оказывается термодинамически выгодным. Повышение температуры раствора приводит к плавлению жидких кристаллов — система становится изотропной, но переход этот является обратимым. Жидкокристаллическое состояние является принадлежностью не только концентрированных растворов, но и расплавов полимеров [10]. Образование жидкокристаллической фазы (мезофазы) сопровождается рядом аномалий в свойствах растворов и расплавов полимеров появлением оптической анизотропии, скачкообразным изменением вязкости. [c.77]

Упорядоченная структура гелей, фиксируемая рентгенографически, наличие фазового перехода первого рода гель—раствор, высокая подвижность структурных звеньев геля и их оптическая анизотропия дают основание высказать предположение о жидкокристаллическом, мезоморфном состоянии системы гребнеобразный полимер — растворитель типа лиотропных жидких кристаллов, образующихся при растворении ряда биополимеров (например, [c.157]

Разбавленный раствор полимера характеризуется полной изотропией макроскопических свойств вследствие беспорядочного теплового движения макромолекул и молекул растворителя, хотя и те, и другие могут обладать собственной механической, электрической, магнитной или оптической анизотропией. Под действием внешних полей анизотропия электрических, магнитных или механических свойств растворенных макромолекул проявляется в макроскопических оптических свойствах. Раствор по оптическим свойствам становится аналогичным кристаллу и подобно ему обнаруживает двойное лучепреломление, которое может быть использовано в качестве чувствительной индикации анизотропных свойств растворенных макромолекул. [c.191]

Так, например, атактический полистирол является аморфным полимером, не кристаллизующимся при всех известных в настоящее время условиях. С другой стороны, некоторые белки дают макроскопические кристаллы с правильным огранением и оптической анизотропией. Однако рентгенограмма стирофлекса (ориентированный полистирол) весьма похожа на рентгенограмму микрокристаллического тела, а рентгенограмма такого белкового кристалла мало отличается от рентгенограммы простого жидкого тела. Следовательно, в стиро-флексе малые участки цепных молекул упорядочены значительно лучше, чем в белковом макрокристалле. Что это так. мы уже знаем из VII очерка. [c.131]

Оптическая анизотропия кристаллов, как известно, объясняется пх строением. Основной чертой кристаллической структуры является налпчпе кристаллической решетки, т. е. периодического повторения в трех измерениях в пространстве расположения элементов, из которых она построена. Наличие определенного порядка периодичности в строении кристалла приводит одновременно к неравноценности различных направлений в кристалле. Существуют, однако, и некоторые исключения например, кристаллы кубической системы оптически изотропны, так как в них все направления равноценны. В среде, характеризующейся хаотическим расположением составляющих ее элементов, направления всегда равноценны. Все коллоидные растворы прп обычных условиях оптически изотропны вследствие полной хаотичности в расиоложе-пии К0ЛЛ01ЩНЫХ частиц. [c.47]

Молекулярные соединения в твердом, жидком и газообразном состояниях имеют приблизительно одинаковые оптические свойства. Соединения с Ван-дер-Ваальсовой связью обычно прозрачны и часто бесцветны. Если структура построена из линейных (большинство парафинов) или плоских (п-дихлорбензол) молекул, приблизительно параллельных друг другу, то у кристаллов наблюдается резкая оптическая анизотропия положительного знака в первом случае и отрицательного — во втором. [c.245]

Переохлаждению противостоит обратное неравновесное явление — перегревание, обусловленное переходом температуры нагревания за точку плавления. Оно наблюдается только в силикатах и легко определяется по оптической анизотропии кристаллической фазы, нагретой до температуры выше точки плавления . Высокая вязкость жидкости при температуре равновесия — наиболее важный фактор, обеспечивающий это типичное неравновесное состояние. Оно отчетливее проявляется в тех силикатах, расплавы которых имеют наиболее высокую вязкость, как это подтвердили Дей, Аллен и Иддингс в своих исследованиях щелочных полевых шпатов и кварца. Альбит, с точкой плавления около 1Ч00°С, можно перегреть на 1Э0°С во время нагревания до 12бО°С в течение нескольких часов наблюдается лишь медленное, заторможенное плавление в виде постепенных образований изотропных участков среди остаточных анизотропных кристаллов. Чрезвычайно высокую вязкость альбита и ортоклаза в перегретом состоянии весьма убедительно можно продемонстрировать на следующем опыте образцы в форме параллелепипедов лежат свободно у отверстия платинового тигля, нагреваемого в течение трех часов до 1200— 1225°С. При [c.375]

Оптические свойства. Значение оптической анизотропии Ап=Пе—По, где Пе И По — показэтели преломления для необыкновенного и обыкновенного лучей соответственно, определяет величину фазовой задержки в 5- и В эффектах. Большое значение Ап обеопечивает также более эффективное рассеяние света для эффекта ДРС. Для известных нематических жидких кристаллов Ап составляет от 0,15 до 0,4. Обычно коэффициенты пре- [c.178]

Известно, что ряд белков, метилцеллюлоза, ацетилцеллюлоза и естественный каучук образуют кристаллы макроскопических размеров. Такие кристаллы представляют собой достаточно твердые тела, обладающие огранением и оптической анизотропией. Следовательно, не возникает каких-либо сомнений в том, что эти образования — кристаллы. Тем не менее рентгеновское структурное исследование показывает, что эти кристаллы не обладают обычной пространственной рещеткой. Мы их рассмотрим более подробно в следующем очерке. [c.95]

Получение препаратов целлюлозы в виде макрокристаллов. Как правильно указывают Каргин и Слонимскийдля полимеров, образующих кристаллы макроскопических размеров, обладающие огранением и оптической анизотропией, никаких сомнений в кристаллической структуре не возникает. Выделение триэфиров целлюлозы (триэтилцеллюлоза, триметилцеллюлоза и триацетат целлюлозы) в виде макрокристаллов было впервые осуществлено около 40 лет назад Гессом , однако этим результатам не было уделено должного внимания. В последние годы этот метод был широко использован при исследовании структуры целлюлозы в работах Рэнби и особенно в систематических работах Мэнли, представляющих принципиальный интерес. [c.45]

В отличие от анизотропных твердых тел с устойчивой кристаллической решеткой жидкости аморфны и изотропны. Однако, как будет показано в 148, более тонкие методы исследования обнаруживают в них зачатки анизотропии и кристаллического строения, что роднит их с твердыдми телами. В отдельных, редких случаях образуются настоящие жидкие кристаллы ( 150) и жидкость приобретает ясно выраженную оптическую анизотропию. [c.176]

В диамагнитных ионных кристаллах восприимчивости вдоль различных кристаллических осей, как правило, одинаковы, но имеются и некоторые исключения. Например, главные восприимчивости циркония [32] равны —0,170 и —0,732 10"6. Раман и Кришнан [33] измерили магнитную анизотропию ряда неорганических солей. Для азотнокислого натрия молярная восприимчивость параллельно тригональной оси равна—29,5 lO"6, в то время как перпендикулярно к этой оси. она равна —24,1 10"". Средняя молярная восприимчивость, измеренная на порошке, равна —25,9 10"6. Все нитраты, карбонаты и хлораты дают большие значения магнитной анизотропии [34] в противоположность почти полной изотропии сульфатов. Это приписывается анизотропии ионов NO3 , СО3 , С1О3 и их параллельной ориентации в кристаллах. Раман и Кришнан дали метод для определения ориентации NO " и других ионов из магнитных измерений. Они установили также зависимость между магнитной и оптической анизотропией в кристаллах. [c.48]

В то же время в жидкостях с сильно развитым ориентационным ближним порядком можно наблюдать аномально большое динамическое двойное лучепреломление, весьма резко изменяющееся с температурой. Подобное явление наблюдалось в аморфной фазе ряда жидкостей, способных к образованию жидких кристаллов [6, 28]. Результат, полученный для параазо-ксианизола, графически представлен на рис. 8.2. Аномальное возрастание оптической анизотропии с понижением температуры возникает уже при температурах, более чем на десять градусов [c.593]