Ступени на поверхности

Если предположить, что первый этап, так называемая объемная диффузия, не является определяющим, можно сосредоточить внимание на остальных двух этапах. Если на поверхности уже имеется ступень, процесс роста поверхности хорошо описывается методом, предложенным впервые в [51]. Этот метод, однако, не дает достаточно удовлетворительного ответа на вопрос о природе возникновения первичной ступени на поверхности. Эта трудность была преодолена в 1949 г. Франком, который высказал предположение, что источником ступеней при росте плоскостей кристалла являются дислокации. Дислокация представляет собой оц-ределенный тип дефекта в строении кристаллической решетки. В точке дефекта энергетический барьер значительно меньше, поэтому захват частиц и, следовательно, возникновение новой плоскости облегчаются. Дислокация, которая возникает в некоторой [c.266]

В первой дислокационной модели предполагается правильное распределение моноатомных ступеней на поверхности растущего кристалла, что проявляется в образовании гладкой поверхности. В действительности, однако, поверхность содержит множество дефектов, которые при росте приводят к возникновению шероховатой поверхности. Структура поверхности обусловливает двил<ение слоев и, следовательно, скорость роста. [c.274]

Пусть расстояние между двумя параллельными ступенями роста на поверхности электрода равно 2хо (рис. 174), а начало координат совмещено с левой ступенью. Тогда середина расстояния между ступенями имеет координату Хд. Чем больше расстояние Ха, тем меньше концентрация ступеней на поверхности кристалла и тем большую роль играет поверхностная диффузия. Концентрация адатомов на поверхности при протекании катодного тока является функцией расстояния X Г=Г(х). Предположим, что переход адатома, достигшего ступени роста, к выступу (в так называемое полукристаллическое положение, [c.322]

Дальнейшим развитием молекулярно-кинетической теории роста и растворения кристаллов является дислокационная теория. Теория несовершенного роста кристаллов, или теория дислокаций [363— 368], является современной теорией и претендует на наиболее полное описание роста кристаллов из газовой фазы. Она объединяет все лучшее из существовавших до нее теорий. Основная идея ее заключается в том, что плоским двумерным зародышем новых атомарных или молекулярных слоев является дислокация — чисто геометрическое нарушение в кристаллической решетке. Дислокация обеспечивает наличие готовых ступеней на поверхности грани кристалла независимо от расстояния продвижения ступеньки, благодаря чему рост кристаллической грани становится непрерывным, так как разрастание слоя происходит достаточно быстро и считается, что оно не лимитирует скорости кристаллизации. [c.96]

Рост кристалла в растворе, содержащем микрокомпонент, происходит в большинстве случаев путем отложения на его гранях полимолекулярных слоев 5 частиц макрокомпонента. При этом микрокомпонент захватывается слоем 5 в процессе роста ступеней. На поверхности слоя 5 располагается слой А, удерживаемый на слое 5 силами вторичной ионной или молекулярной адсорбции. Между слоями 6 и Л(Ут = 0) в течение времени т происходит обмен микрокомпонентом (первичная обменная адсорбция), который прерывается через время t отложением следующего слоя 5, замуровывающего предыдущий слой. Перераспределение микрокомпонента, происходящее в результате обмена в течение времени т, приводит к изменению концентрации микрокомпонента в слое 5 (о первичной и вторичной адсорбции см. гл. 3). [c.60]

Рис. 1,21. Пакеты ступеней на поверхности растущего кристалла.

Развитие спиральной ступени на поверхности кристалла в результате роста. Грань кристалла параллельна плоскости бумаги. Ступень на поверхности АВ первоначально прямая. [c.124]

IV. 15. Наблюдения дислокаций. Существуют различные методы для экспериментального обнаружения дислокаций. Мы уже упоминали различные способы, с помощью которых можно наблюдать спиральные ступени на поверхности кристалла, а эти спирали являются доказательством наличия винтовых дислокаций. Однако более широко для обнаружения дислокаций применяется метод травления. Если поверхность кристалла подвергается действию подходящего травителя, в котором кристалл растворим очень слабо, [c.125]

Так, можно ожидать, что любой механизм, при котором рост происходит путем присоединения молекул к краям ступеней, даст спиральное расположение ступеней на поверхности при условии, что поверхность пересекает винтовая дислокация, даже если результирующая скорость роста и не определяется кривизной спирали в ее центре. Действительно, если винтовая дислокация будет пересекать грань, то на поверхности будет существовать ступень. И если молекулы могут присоединяться к решетке только на торцах ступеней, ступень будет закручиваться в спираль по механизму, описанному в разделе IV. 1. В этом случае спираль может быть фактором. [c.187]

Вот ход их доказательств. Рассмотрим ступень на поверхности кристалла, который, чтобы упростить рассуждения, будем полагать имеющим простую кубическую решетку. На рис. VI.7, а эта ступень прямая. Извлечем из этого прямого края ступени несколько соседних [c.191]

Зависимость тока от плотности дислокаций впервые была рассмотрена Кита, Энио и Бокрисом [37], которые первыми высказали предположение, что количество растущих ступеней на поверхности электрода изменяется с потенциалом. Они использовали эту идею для объяснения кажущегося изменения константы скорости поверхностной диффузии с потенциалом. Так, ступени могут расти (т. е. [c.283]

Рис. 23. Моноатомные ступени на поверхности ЫаС>, показанные при помощи преимущественной декорации кристаллитами золота в просвечивающей микрофотографии реплики углерода [84].

Учитывая, что величина поверхностной энергии анизотропна, можно указать на две различные тенденции, ведущие к образованию промежуточных состояний [91]. Во-первых, может оказаться энергетически выгодным увеличение поверхности в связи с появлением граней с малой свободной поверхностной энергией. Это означает, что минимумы поверхности и свободной поверхностной энергии реализуются не совместно. Вследствие этого возникает естественная шероховатость , являющаяся совокупностью макроскопических ступеней на поверхности произвольного сечения кристалла плоскостью шлифа [75]. Во-вторых, к уменьшению свободной поверхностной энергии может привести сглаживание случайных или искусственно созданных дефектов ( залечивание ). Оба указанных поверхностных процесса подробно исследованы на каменной соли [91]. [c.32]

Для реальных поверхностей твердых тел характерен, как известно, весьма развитый рельеф. Шероховатость обычно оценивают как отношение фактической площади поверхности к ее проекции на горизонтальную плоскость (к ). Дефекты полимерных поверхностей имеют разнообразную форму-от цилиндрической и конусообразной до трапециевидной [88]. Это обстоятельство имеет первостепенное значение для реологии формирования адгезионных соединений, однако оно сказывается уже на стадии смачивания адгезивом субстрата. Так, изменение направления растекания жидкости по отношению к профилю канавок на поверхности твердого тела существенно влияет на скорость смачивания на рис. 5 приведены данные [89], полученные при исследовании растекания ртути по цинковой поверхности с канавками трехгранного профиля (112°) глубиной 170 мкм. Из представленных на рис. 5 результатов следует, что по мере уменьшения расстояния между расположенными в шахматном порядке канавками скорость растекания ртути заметно уменьшается вследствие наличия механических препятствий процессу распространения жидкости. Аналогичный эффект достигается при радиусе кривизны ступеней на поверхности слюды, меньшем 40 нм [90]. Существенное влияние на процесс формирования адгезионного соединения имеет также форма выступов на поверхности субстрата, учитываемая дискретным значением показателя степени в трехчленном уравнении Васенина [91]. [c.24]

Рассматривая влияние на картину муара ступеней на поверхности кристалла А (или верхней части), можно показать, что теория предсказывает в зависимости от указанных параметров смещение картины, а также ее обращение, т. е. переход максимумов в минимумы и наоборот. [c.179]

Точка выхода дислокационной линии на поверхность кристалла, если ее вектор Бургерса имеет компоненту, нормальную к этой поверхности,представляеттакже конец ступени на поверхности,являющейся краем слоя решетки (или,более правильно,слоем псевдорешетки) с высотой ступени, равной нормальной компоненте вектора [c.16]

Во-вторых, нужно отметить в связи с вышеизложенным, что поверхности растущего кристалла, как это следует из описания механизма роста кристаллов, всегда гетерогенны. Ступени на поверхности кристалла должны обладать адсорбционными или каталитическими свойствами, отличными от свойств открытых поверхностей между ступенями. При п винтовых дислокациях на 1 см ВЫХ0ДЯП1ИХ на поверхность кристалла, общая длина ступеней на этой поверхности при возможно более плоской конфигурации [c.17]

IV. И. Слоисто-спиральный рост. Франк [Frank, 1949 ] предположил, что если винтовая дислокация выходит на поверхность растущего кристалла, то ступень на поверхности, которая показана прямой линией АВ на рис. IV.3, будет закручиваться в спираль по мере роста. Это можно понять из рис. IV.5. В дальнейшем рассуждении мы будем полагать, что рост кристалла всегда происходит путем присоединения новых молекул к местам решетки, примыкающим к ступени, в соответствии с теорией, изложенной в разделах VI.1 — VI.3 и VI.44. Дислокация выходит на грань в точке Л, аАВ — результирующая ступень на поверхности, изображенная первоначально [c.124]

Теория роста на винтовых дислокациях была первоначально выдвинута, чтобы устранить необходимость двумерного зародышеобразования путем создания самовозобновляющейся ступени на поверхности. Эта функция теории совершенно независима от кинетического механизма Бартона, Кабреры и Франка, который связывает скорость роста и расстояние между ступенями с кривизной спирали в центре. Другие кинетические механизмы также приведут к спиральному росту, если имеются винтовые дислокации. [c.191]

Имея в виду, что значения а близки к 1 необходимо рассмотреть поверхность кристалла, покрытую очень близко расположенными друг от друга стоками. Это можно осуществить простым способом, путем создания эшелона параллельных ступеней роста. Адсорбированные молекулы будут мигрировать с прилежащих участков поверхности к ступени, где они будут присоединяться к решетке. Это может происходить в любой точке на ступени. Молекулы будут также переходить и в обратном направлении из ступени на поверхность. Скорость обмена молекулами между ступенью и поверхностью настолько велика, что плотность адсорбированных молекул на прилегающих к ступеням участках поверхпости будет поддерживаться постоянной, имея равновесную величину ЧЯоэ независимо от потока молекул в ступень. [c.205]

Кинематические волны. Франк [203], а также Кабрера и Вер-мили [204] предложили более общий подход при анализе движения ступеней на поверхности кристалла при этом они воспользовались более ранней теоретической работой Лайтхилла и Уайтхэма [205], посвященной проблемам движения транспорта по загруженным магистралям и наводнений в реках. [c.471]

Для того чтобы скорость поверхностной диффузии была соизмерима с объемной, надо допустить подвижность атомов на поверхности во всяком случае не меньшую или даже большую, чем подвижность ионов в растворе. Приближенный расчет сопротивления и диффузшг в 1 растворе AgNOs в случае роста в нем ступени на поверхности кристалла серебра показывает, что при допущении разряда ионов только на активных местах ( ступенях роста ) сопротивление при наблюдающейся на опыте скорости движения ступени должно давать омическое падение потенциала и создавать концентрационную поляризацию возле линии роста ступени порядка нескольких или даже десятков милливольт. Однако опыт во многих случаях дает меньшую величину поляризации, чем рассчитанная с учетом объемной диффузии, движения ступени и конвекции, что позволяет допускать возможность поверхностной диффузии наряду с непосредственным разрядом на активных местах. Вывод о наличии концентрационного обеднения раствора возле линии роста подтверждается тем фактом, что, как упом януто выше, характер перемешивания раствора влияет на направление роста ступеней (см. раздел 9, стр. 79). [c.85]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология