Дислокация расширенная

Энергия активации процесса возникновения дислокаций не может быть обеспечена тепловым колебанием атомов. Одной из главных причин их образования является действие на кристалл внешних механических напряжений, вызывающих в кристалле деформации сдвига, среза, изгиба и т. д. Обычным источником дислокаций являются, по-видимому, механические напряжения при росте кристаллов. Причиной образования дислокаций могут быть также термические напряжения в кристалле при наличии перепада температур его различные участки расширяются неодинаково, уменьшение появляющихся при этом напряжений может происходить за [c.92]

Возможность существования поверхностных состояний была впервые рассмотрена Таммом [1], который пришел к выводу, что соответствующие им уровни лежат в запрещенной зоне. Можно предположить, что эти поверхностные состояния возникают различными путями. Они могут включать в себя уровни, получающиеся из сложных атомных уровней [2], уровни, образующиеся вследствие изменения потенциала Маделунга в поверхностной области [3] и вследствие присутствия адсорбированных веществ [4], и уровни, связанные с такими обычными поверхностными нарушениями, как трещины Смекала, спиральные дислокации и другие дефекты. Особенности уровней Тамма были теоретически рассмотрены многими авторами [5]. Предполагается, что число локализованных поверхностных состояний может соответствовать числу поверхностных атомов. Энергетические уровни, соответствующие этим поверхностным состояниям, могут быть или дискретными, или равномерно распределенными по всему промежутку между заполненной зоной и зоной проводимости. Последнего можно ожидать при высоких концентрациях примеси. Бардин [5] утверждает, что, если плотность поверхностных состояний достаточно велика (больше 10 ш ), на свободной поверхности может образоваться двойной электрический слой, возникающий вследствие поверхностного заряда, вызванного электронами, находящимися в этих состояниях. Этот заряд будет индуцировать объемный заряд противоположного знака, распространяющийся примерно на 10 см внутрь кристалла. Согласно Бардину, это приводит к независимости работы выхода электрона для таких веществ от высоты уровня Ферми внутри материала и, следовательно, к независимости ее от содержания примесей в объеме. Этот постулат распространяется и на поверхности раздела металл — полупроводник. В данном случае металл стремится расширить поверхностные состояния полупроводника. Однако, когда это расширение мало по сравнению с шириной запрещенной зоны, пространственный заряд полупро-водника не зависит от металла. В тех случаях, когда расширение значительно по сравнению с запрещенной полосой, не может быть сделано никаких выводов. [c.168]

В настоящее время травление широко используют как метод обнаружения дислокаций у металлов и неорганических кристаллов [31] следует ожидать, что более широкое применение этого метода для органических кристаллов значительно расширит наши знания структуры их поверхности [46]. [c.390]

Было установлено, что некоторые линейные ряды дислокаций внезапно расширяются при внедрении монохлорида брома или монохлорида иода. Подобные примеры показаны на рис. 52. [c.71]

При комнатной температуре карбиды являются хрупкими материалами, так как в них легко образуется и легко распространяются трещины. Поверхностные дефекты и внутренние поры выступают как зародыши трещин, а пластическое течение у концов трещин недостаточно для накопления энергии, необходимой, чтобы затормозить развитие трещины. Если бы удалось воспрепятствовать обоим указанным явлениям или контролировать хотя бы одно из них, то низкотемпературной хрупкости карбидов можно было бы избежать и в итоге расширить возможности их практического использования. В этом разделе рассматриваются факторы, определяющие подвижность дислокаций в карбидах, а в последнем — обусловливающие их хрупкость. [c.157]

Вакансионные зародыши возникают не только в точке выхода дислокации они образуются также (но с более высокой энергией активации) на идеальных поверхностях кристалла в процессе испарения. Вакансионные зародыши представляют аналог двухмерных зародышей, возникающих при росте кристаллов (см. 13.4). Исходной точкой для возникновения вакансионных зародышей являются прежде всего отдельные пары вакансий на поверхности, которые возникают и исчезают статистически (рис. 14.6,Л). Из этих отдельных вакансий возникают скопления вакансий (рис. 14.6,Б), которые вначале неустойчивы и расширяются только тогда, когда их размеры превысят критическую величину (рис. 14.6, В). Процесс испарения определяется этими сверхкритическими зародышами. [c.352]

По фигурам травления можно наблюдать за движением дислокаций. Протравим поверхность кристалла и найдем на ней фигуры травления. Затем подвергнем кристалл действию внешнего напряжения. В результате дислокация сдвинется со своего места. Вторично протравим прежним травителем ту же грань кристалла. Так как на ее поверхности уже имелись ямки травления, они будут растворяться интенсивнее, чем окружающие их участки. Однако теперь в этом месте нет выхода дислокации, поэтому ямка травления будет увеличиваться не вглубь, а только вширь. На месте прежней фигуры травления образуется расширившаяся, но неглубокая фигура травления. В отличив от нее на том месте, где теперь выходит дислокация, образуется новая ямка травления, которую по виду легко отличить от старой новая фигура травления мельче, но глубже, чем те, что возникли на месте старых. Таким образом, при повторном травлении видны плоские большие фигуры в тех местах, где дислокация была, но теперь оттуда ушла, и мелкие остроконечные фигуры в тех местах, где дислокация теперь выходит на поверхность кристалла, т. е. куда она перешла (рис. 306). Сравнение старых и новых фигур травления по их положениям на грани кристалла позволяет проследить путь, пройденный дислокацией, а одновременное измерение [c.351]

Выращивание простых полупроводниковых кристаллов вертикальным методом Бриджмена — Стокбаргера практикуется редко главным образом потому, что такие вещества, как кремний и германий, при затвердевании расширяются на несколько процентов по объему. Цилиндрический тигель, используемый в вертикальном варианте метода Бриджмена — Стокбаргера, не позволяет растущему кристаллу расширяться, что обычно приводит к возникновению больших напряжений. Электрические характеристики большинства полупроводников особенно сильно зависят от степени совершенства кристалла, а напряжения, возникающие при выращивании вертикальным методом Бриджмена— Стокбаргера, часто достаточны для генерации дислокаций [c.186]

Исходный диаметр затравки (1—2 мм) должен быть меньше, чем обычно используется в методе вытягивания, так чтобы в ней было лишь малое число дислокаций. Кроме того, в затравке малого диаметра возникают меньшие тепловые напряжения в момент первого контакта ее с расплавом. Уменьшение же тепловых напряжений снижает вероятность образования дислокаций. Можно также сузить растущий кристалл до 1—2 мм, а затем осторожно расширить. В суженной части число дислокаций будет незначительным. Важно, чтобы протяженность суженной области была достаточно большой, чтобы вероятность выхода дислокаций на поверхность кристалла до момента увеличения его диаметра была максимальной. [c.214]

Существенно, что на участках, где дислокация движется в направлении скалывающего напряжения (направление показано стрелками на дислокации), дислокация остается краевой. На участках, где это движение перпендикулярно к направлению скалывающего напряжения, возникают участки винтовой дислокации. Это движение будет расширять дислокационную петлю, как это показано на рис. 86, г. [c.339]

Таким образом, основные закономерности поведения дислокаций не зависят от деталей постановки задачи и легко интерпретируются, если исходить из представления о предпочтительном волновом числе. Переползание стремится приблизить волновое число валиковой структуры к предпочтительному кр, а равновесие дислокации имеет место, когда среднее волновое число к) структуры равно кр и валы не стремятся ни расшириться, ни сжаться. Для потенциальных систем кр = кр. [c.153]

Имеется большое число важных работ, в которых показано наличие дислокаций и их роль в различных процессах, например при упругой деформации твердых тел или при росте кристаллов. Разработана целая серия приемов, позволяющих резко расширить возможности оптического и электронного микроскопа для изучения этих дефектов. [c.24]

Попробуем очень упрощенно объяснить ход процесса изнашивания металлов. Если на металлическую деталь, находящуюся в соприкосновении с другой, воздействовать силой и вызвать относительное перемещение, то в нагруженных поверхностных слоях изменится структура материала. Если, например, появятся дефекты в строении кристаллов, различные виды дислокаций, то изменится система линий и плоскостей скольжения в кристалле, да и химический состав материала не останется тем же самым. В зависимости от связанного с этим накопления энергии в нагруженных областях материала могут возникнуть так называемые зародыши трещин, которые расширяются и приводят к потерям материала. При очень сильных воздействиях материал местами переходит даже в плазму с очень высокой концентрацией энергии. Все эти явления объясняются тем, что внутри нагруженных областей поверхности механически возбуждается целый ряд физических и химических процессов скольжение, сорбция, диффузия, теплообразование, а также физические переходы и химические реакции. [c.187]

В тех же областях физики, где изучаются свойства твердого тела, исследователи довольно поздно обратились к рассмотрению особенностей поведения кристалла, связанных с наличием в нем поля дислокационных микродеформаций. Фронт исследований влияния дислокаций на оптические, электрические и магнитные свойства кристаллов значительно расширился лишь в последнее десятилетие. Несмотря на это. [c.239]

В заключение следует отметить, что раскрытие закономерностей, определяющих изменение электронной и магнитной структуры кристаллов под влиянием дислокаций, поможет найти эффективные способы изменения механических свойств материалов. Уже сейчас обнаружены значительные изменения макроскопических характеристик пластической деформации при освещении кристаллов, пропускании через них токов, наложении магнитных нолей, разрушении сверхпроводящего состояния. Несомненно, что исследования влияний дислокаций па физические свойства кристаллов будут неуклонно расширяться и углубляться и приведут к открытию новых интересных явлений. [c.260]

Роль нормальной компоненты травления сводится к обеспечению появления с достаточной частотой зародышей моноатом-ной глубины вдоль оси дислокации. Далее эти зародыши расширяются со скоростью д, так как величина 7 в чрезвычайно быстро убывает с увеличением расстояния от центра дислокации. По- [c.60]

Роль нормальной компоненты травления сводится к обеспечению появления с достаточной частотой зародышей моноатом-ной глубины вдоль оси дислокации. Далее эти зародыши расширяются со скоростью Ra, так как величина Rq чрезвычайно быстро убывает с увеличением расстояния от центра дислокации. Поскольку направление перемещения ступеней Rp, параллельно наиболее плотноупакованньш кристаллографическим плоскостям, стенки ямок травления соответствуют формам определенной кристаллографической ориентации, как это обычно и наблюдается. [c.63]

По мере развития физики твердого тела представления о дефектах структуры расширились. В монокристаллах обнаружены дислокации, в аморфных твердых телах—структурные микронеоднородности (микрообъемы с несколько отличной структурой, плотностью, химическим составом и т. д.). С другой стороны, выяснилось, что даже такие совершенные твердые тела, как монокристаллы, обладают блокмозаичной структурой, не говоря уже [c.159]

ДЕФОРМАЦИОННОЕ УПРОЧНЕНИЕ (от лат. deformo — придаю вид, формирую) — упрочнение материала пластическим деформированием при продолжении механического нагружения за пределом текучести. Связано с эволюцией взаимодействующих дислокаций при пластическом течении и изменением систем скольжения, обусловленным наличием дисперсных составляющих различной прочности. Более интенсивное упрочнение характерно для поликристаллов с мелкозернистой структурой в свою очередь, твердые растворы упрочняются интенсивнее, чем чистые металлы. По мере увеличения деформации интенсивность упрочнения, характеризуемая модулем упрочнения, снижается. Деформационное упрочнение металлов сопровождается повышением твердости, электрического сопротивления, магнитной проницаемости, изменением теплопроводности. Влияние на Д. у. т-ры, среды, реакторного облучения и др. зависит от природы и структурного состояния материала. Мех. модель упрочняющегося материала можно представить в виде пружины и элементов трения, связанных свободными от натяжения тяжелыми нитями. В этой модели Д. у. трактуется как процесс последовательного включения в работу элементов трения. Начало движения каждого элемента соответствует определенной стадии упрочнения. Степень Д. у. зависит не только от текущих значений напряжений, но и от истории нагружения. У упрочняющегося материала работа добавочных напряжений при замкнутом цикле нагружения и разгрузки положительна, если он пластически деформирован, и равна нулю при упругих деформациях. Если св-ва материала не зависят от времени, а процесс деформирования изотермический, то при произвольной системе напряжений возможны упрочнения изотропное (поверхность, ограничивающая область безопасных напряжений, расширяется изотропно, не изменяя [c.341]

В этом разделе мы подходим к проблеме, которая, вероятно, станет одной из наиболее важных из всех приложений дислокационной теории в химии. Теоретически вероятно, что каждая дислокационная линия представляет путь, вдоль которого диффузия происходит быстрее, чем через недислоцированную кристаллическую решетку. Для этого есть несколько причин. Одна, которая не может быть применена к самодиффузии, обусловлена просто повышенной концентрацией на дислокациях. Вторая обусловлена отрицательным давлением на одной стороне дислокации, имеющей краевую компоненту. Эти два эффекта действуют в противоположных направлениях для растворенных атомов, которые сжимают решетку, и в одном направлении для атомов, которые расширяют ее. Третья возможная причина состоит в том, что атомные перегруппировки могут происходить более часто в местах относительно беспорядочного расположения атомов возле ядра дислокации. Четвертая обусловлена тем, что вакансии, подобно растворенным атомам, могут присутствовать в повышенной концентрации вблизи дислокации. Непосредственная демонстрация диффузии по индивидуальным дислокациям требует довольно трудных экспериментов в микроскопическом масштабе, но Тэрнбулу и Гофману [19] уже удалось показать, что повышенное проникновение радиоактивного серебра имеет место вдоль границы с дезориентацией в 9°, которая должна состоять из дискретных дислокационных линий. Некоторые менее прямые доказательства, полученные Форти и Фрэнком, упоминаются ниже, в разделе Дислокации и травление . [c.27]

Это явление можно обт яснить, предположив, что реагент, например бром, внедряется в 1сристалл в основном в результате диффузии вдоль дефекта упаковки внутри линейного ряда дислокаций. Если это верно, то дефект упаковки внутри ряда уничтожается и заменяется слоем реагента между двумя слоями в положении а над а. Этот дефект имеет отрицательную поверхностную энергию в местах, где бром внедряется в кристалл. В результате этого линейный ряд дислокаций будет расширяться настолько, насколько позволит диффузия брома. [c.71]

В ряде случаев найдено, что линейные ряды дислокаций изменяют свою ширину. Они или расширяются или становятся более узкими при появлении поверхностных сдвигов (ступенек). Этот эффект можно объяснить следующим образом. Когда линейный ряд дислокаций выходит к ступеньке с макрорасколами, одноатомная ступенька присоединяется к одной или обоим частичным дислокациям. При этом возможны различные конфигурации, которые показаны на рис. 56. На наиболее интересном рис. 56, г ступеньки противоположного знака присоединяются к обеим частичным дислокациям. Свободная поверхностная энергия кристалла будет уменьшаться, если эти поверхностные ступеньки станут короче. Если а — поверхностная энергия, а /г — высота ступеньки, то прирост энергии Ьаёх связан с уменьшением длины dx ступеньки. Это означает, что сила ка действует на краевую точку дислокации, так как смещение дислокации изменяет длину ступеньки. Г1оскольку ступеньки имеют противоположный знак, силы действуют в проти- [c.74]

В межатомных расстояниях и таким образом расширять экситон-ную полосу В результате локальных изменений маделунговской энергии. Эти эффекты в принципе могут быть вычислены методом деформационного потенциала Бардина и Шокли [23]. Краевые дислокации могут также вызывать расширение полосы в результате ослабления правил отбора. Этот вопрос был детально рассмотрен Зейтцем [8], Блэкни и Декстером [22], однако полученные нри вычислении эффекты малы, и поэтому можно считать, что основное влияние краевых дислокаций на расширение экси-топной полосы осуществляется косвенно за счет скопления вакансий решетки в коттреллевской атмосфере дислокаций и влияния уступов и изломов. Наблюдаемый у экситопного пика длинноволновый хвост обусловлен такого рода расширением а-полосы. [c.136]

Этот механооптичсский эффект легко понять, если предположить, что при его наблюдении число слоев в образце постоянно. Изменения этого числа должны включать движения дислокаций и будут обсуждаться позднее. Тогда при расширении системы могут быть два типа поведения либо слои однородно расширяются, и это требует затраты большой энергии, пропорциональной упругому модулю В, либо они остаются примерно постоянной толщины, но стремятся заполнить свободное пространство посредством волнообразной модуляции, как показано на фиг. 7.6. При больших напряжениях последнее решение более выгодно. [c.347]

При дальнейшем росте т данный участок дислокации становится неустойчивым п наступает динамическое расширение дислокацгпт. Последовательное положение дислокации на рис. VI.20, Ь помочено номерами 2, 3, 4, 5, 6. Последним в этом цикле образуется участок 6, который, если приложенное напряжение больше Tg, вновь расширяется, повторяя цикл, в котором образуется одна дислокационная петля за другой. Действие источника Франка — Рида хорошо выявляется на рис. VI. 19, а. [c.405]

Случаи, когда катион движется наружу. Когда пленка растет благодаря движению через нее катионов, занимаюш,их положение на наружной поверхности, то преобладают различные факторы. Кроме напряжений, возникаю-ш,их (по соображениям, рассмотренным выше) в тончайших пленках, веш,е-ство пленки должно быть почти свободным от напряжений, и причины разрушения, упомянутые выше, йе будут действовать. Но катионы, движу-ш,иеся через металл, оставляют вакансии у основания пленки, и, хотя некоторые из них могут быть адсорбированы дислокациями, другие соединятся вместе, образуя полости, и рано или поздно они будут местами свободно соприкасаться с металлом. Такая слабая опора пленки, вероятно, является причиной разрушения там, где металл подвергся некоторой поверхностной обработке, которая оставила сложную систему внутренних напряжений, отчасти растягивающих и отчасти сжимающих, находящихся в равновесии (см. стр. 105), В том месте, где градиент напряжения высок, переход металла в пленку будет нарушать это равновесие, и если к пленке, где она очень тонка и не имеет опоры, будет приложено очень маленькое результирующее напряжение, то она вероятно сломается. Предположим, например (фиг. 27, стр. 105), что металл до окисления был растянут вблизи поверхности и сжат ниже. После образования пленки растянутый слой частично исчезает, замещаясь пустотой. Очевидно, металл теперь преимущественно сжат, и в своем стремлении расшириться он будет растягивать неподдерживаемую пленку, которая разорвется. Образуется новая пленка, которая разорвется в свою очередь, если остаются достаточные внутренние напряжения. Надо ожидать, что этот процесс залечивания трещин будет продолжаться до тех пор, пока внутренние напряжения не исчерпаются в достаточной мере. Экспериментальные доказательства для залечивания трещин приведены на стр. 165. [c.782]

Показано, что основной вклад в фононное и электронное тормошение дислокаций дают коротковолновые процессы, не допускающие макроскопического описания и определяющиеся коротковолновой асимптотикой динамических упругих моделей и электропроводности. Так, диссипация энергии равномерно двишущимися дислокациями в обычных условиях лимитируется фононным ветром , а в металлах при очень низких температурах — электронньш ветром . Учет релаксационных процессов в фононном и электронном газе не меняет заметным образом сценки этих эффектов, а лишь расширяет область их применимости на случай медленных дислокаций. [c.404]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология