Кристалла рост граней

Практически при всех технологических процессах выращивания кристаллов рост грани происходит путем беспорядочного распространения плоских сеток от большого числа ступенек самой различной высоты. Детальное исследование микроморфологии реальных поверхностей показало, что почти во всех случаях на этих поверхностях уже имеется большое число ступенек различной высоты, которые не зарастают при росте. В этом случае кинетика роста определяется движением уже имеющихся ступенек, а морфология кристалла, выращенного на такой подложке, должна зависеть от формы, взаимного расположения и высоты имеющихся ступенек. Послойный рост может происходить одновременно в разных частях поверхности, следовательно, возможна своего рода интерференция растущих слоев. [c.260]

Поскольку плотность упаковки неодинакова для граней разного индекса, то скорость их роста также должна быть различной. Можно, однако, с целью более общего рассмотрения проблемы временно игнорировать это различие, предполагая, что существенным является взаимодействие нового структурного элемента только с элементами кристалла, находящимися о ним в непосредственном контакте. Тогда в начальный момент роста грани присоединение новых структурных элементов, например атомов металла, на плоскости [c.336]

Из-за неровностей и трещин, имеющихся на гранях, ребрах и углах кристаллов, их поверхностная свободная энергия распределяется неравномерно. Присоединение молекул из раствора при росте кристаллов происходит прежде всего по углам и ребрам, на которых поверхностная энергия максимальна. При росте граней кристаллов исчезают те из них, которые имеют большую скорость роста, т. е. обладают повышенной энергией. В случае регенерации деформированных кристаллов по той же причине, прежде всего рост начинается с острых вершин и ребер поврежденных мест. При быстрой кристаллизации из растворов часто образуются иглы или дендриты, что объясняется быстрым ростом мест с наибольшей энергией. [c.107]

Если рост граней кристалла при электроосаждении происходит за счет образования двухмерных зародышей на металле, ионы которого разряжаются, то необходимо определенное минимальное скоп.я ние частиц на поверхности осаждения. Для описания свойств такой системы вводим понятие о краевом натяжении р, которое является аналогом поверхностной работы. Формула Томпсона, связывающая критический радиус зародыша с величиной пересыщения, в этом случае примет вид [c.239]

Диффузионная теория роста кристаллов не объясняет ряд явлений, происходящих при кристаллизации (различная скорость роста граней, дефекты, слоистость и пр.). Согласно этой теории, процесс растворения и кристаллизации обратимы, однако доказано, что это не так. Часто при одинаковых значениях движущей силы (разности концентраций) рост кристаллов протекает гораздо медленнее, чем растворение. [c.635]

В том случае, если на поверхности имеются винтовые дислокации, построение кристаллической решетки может происходить путем спирально передвигающегося роста грани кристалла (рис. 3-2). [c.240]

Рост двухмерных зародыщей можно представить следующим образом. Ад-атомы (ад-ионы) присоединяются прежде всего к недостроенным участкам (ступенькам) кристаллической решетки как энергетически наиболее выгодным местам для продолжения роста грани. Здесь восстановленный ион имеет двух соседей и присоединяется к поверхности электрода, а следовательно, он должен быть наиболее прочно связан с кристаллической решеткой (рис. ХМ,/), После завершения ряда растущей плоскости наиболее вероятным местом роста кристалла будет положение 2, где присоединяющийся ад-атом (ад-ион) имеет одного соседа и одновременно связан с поверхностью электрода. В этом положении образуются места, подобные положению 1 (отмечены пунктиром), которые [c.336]

Вместе с тем известны случаи — при изучении роста монокристаллов серебра [4], — когда процесс электрокристаллизации протекает без заметного перенапряжения и образования новых зародышей. Такие условия реализуются, если на поверхности растущего кристалла имеются участки (дислокации) с иным расположением структурных элементов по сравнению с идеальной решеткой данного кристалла. При этом кристаллическая решетка будет строиться за счет спирально передвигающегося роста грани кристалла, а также путем распределения адсорбированных атомов на атомарно-шероховатой поверхности. Таким образом, на активной поверхности кристалла всегда имеется значительное число участков, способных к росту, и, следовательно, для такой поверхности кристалла не всегда требуется значительное пересыщение, необходимое для образования новых зародышей. [c.337]

Нормальный рост граней кристалла чрезвычайно чувствителен к возникновению диффузионной кинетики. Нарушение питания катионами активных участков кристаллизации вызывает изменение роста слоев, появление новых зародышей и усиленный рост кристаллов в направлении градиента концентрации. [c.94]

Внешняя форма кристаллов одного и того же вещества может быть различной, но если все углы между гранями равны, можно предположить, что кристаллы имеют одинаковый состав. Различие в формах кристаллов одного и того же вещества обусловлено тем, что кристаллы формируются в условиях неравных скоростей роста граней. [c.158]

При росте кристалла его грани перемещаются в направлении, перпендикулярном их плоскостям. Такое перемещение грани в единицу времени называют нормальной скоростью роста. Она тем выше, чем больше поверхностная энергия грани. Размер грани обычно тем больше, чем меньше скорость ее роста. Так как скорость роста увеличивается с пересыщением (переохлаждением) по-разному для разных граней, то это влияет на облик (габитус) кристалла. [c.245]

Вследствие различной скорости роста разных граней при значительных пересыщениях образуются кристаллы с гранями, сильно различающимися по размерам. При медленной кристаллизации из растворов с небольшим пересыщением получаются изометрические кристаллы с равномерно развитыми гранями. При быстрой кристаллизации в условиях значительных пересыщений рост грани происходит неравномерно, зародыши, присоединяющиеся к кристаллической решетке одновременно на разных участках грани, продолжают расти и могут срастаться, оставляя пустоты, заполненные маточным [c.248]

В 2 рассмотрен механизм роста граней монокристалла. Процесс электрокристаллизации при образовании поликристаллического осадка протекает в две стадии образование зародышей (центров кристаллизации) и рост уже образовавшихся кристаллов. Каждый из этих процессов протекает с определенной скоростью, зависящей от условий электролиза (состав электролита, наличие или отсутствие примесей, катодная плотность тока, температура и скорость перемешивания раствора и т. д.). [c.128]

Подробные исследования роста кристаллов были предприняты Р. Каишевым на примере электрокристаллизации серебра. Наблюдения показали, что некоторые осадки отличаются спиральной симметрией и при нарушениях или сдвигах в кристаллической решетке кристаллизация сопровождается спиральными движениями ступени роста (рис. 95). Подобные представления о сдвиговой дислокации в кристаллической решетке объясняют возможность спирального роста граней кристаллов, когда он может происходить непрерывно, без образования двумерных зародышей. Причиной спирального роста грани является такое нарушение структуры кристаллической решетки, при котором ступень роста имеется лишь на части грани толщина этой ступени постепенно уменьшается к середине грани. При росте такая ступень не исчезает, дойдя до конца грани, как на идеальном кристалле, а все время поворачивается, образуя на грани все новые слои. [c.396]

В монокристаллах полупроводников, получаемых по способу Чохральского, легирующие примеси распределяются по радиусу кристалла, как правило, неравномерно. Причиной возникновения такой неравномерности являются, с одной стороны, зависимость равновесного коэффициента распределения от направления роста граней кристалла, а с другой — неодинаковые условия транспортировки примесей к различным участкам поверхности кристаллизации. [c.83]

При исследовании газожидких включений часто невозможно отличить первичные от вторичных. В характерных проявлениях первичные включения в кристалле фиксируют направления роста (грани, ребра, вершины), а вторичные — ориентировку трещин, которые всегда пересекаются между собой. В одном кристалле нередко наблюдается несколько пересекающихся систем залеченных трещин, что свидетельствует о разном времени их образования. [c.41]

Под влиянием концентрационных потоков в кристаллах возникают верх и низ. Верх кристалла отличается от низа не только развитием форм и увеличением линейной скорости роста граней, но и количеством механических и, может быть, химических примесей. На верху кристалла накапливается геологическая пыль — присыпки, мелкие кристаллики и их обломки. Низ кристалла всегда значительно меньше содержит механических примесей, что повышает техническое значение этой части кристалла как сырья для ювелирных, оптических и пьезоэлектрических изделий. Искажения облика кристалла и присыпки позволяют ориентировать кристалл относительно направления силы тяжести. Подобные образования называют минералогическим отвесом. [c.63]

Рост несовершенных кристаллов может происходить без образования критических зародышей. Без образования критических зародышей может также происходить, например, рост грани (100) кристалла алмаза. В этом случае [c.26]

Таким образом, предельная, максимальная линейная скорость роста граней равна расстоянию между соседними слоями, деленному на среднее время между появлением двух плоских критических зародышей на одной и той же террасе. Размеры террас не только различны у разных кристаллов и на разных гранях, но и могут меняться, например уменьшаться по мере роста кристалла. В этом последнем случае рост кристалла замедляется. [c.99]

Аномальный плеохроизм, аналогичный описанному для пирамид <г>, наблюдается, хотя и в менее ярко выраженной форме, в пирамиде роста граней положительного ромбоэдра <Н>, положительной тригональной призмы < +х> и положительной дипирамиды <- -5> кристаллов синтетического кварца. Однако он никогда не наблюдается в пирамидах базиса <с> кристаллов синтетического кварца в тех случаях, когда эти пирамиды окрашиваются в дымчатый цвет при облучении. [c.72]

Была изучена зависимость концентрации натрия в пирамидах <г> и <с> от скорости роста и температуры кристаллизации. Анализ этих данных позволяет сделать следующее заключение снижение температуры выращивания и увеличение концентрации раствора при постоянной скорости роста способствуют повышению содержания примеси натрия в кристалле. При прочих равных условиях концентрация натрия в пирамиде <с> несколько выше, чем в пирамиде <г>. Для пирамиды <с> верхний предел концентрации примеси составляет 2-3- 10 %, что соответствует значениям скорости роста грани с порядка 2,0 мм/сут. Получение более высоких скоростей роста связано с трудностями принципиального характера. В высокотемпературной области происходит вырождение базисной плоскости. При умеренных и относительно низких температурах для достижения скоростей более 1 мм/сут необходимо создавать высокие температурные перепады, что ведет 118 [c.118]

Фольмер (1930) распространил описанный механизм роста кристалла из парообразной фазы па случай электрокрнсталлизации металлов. В этом случае скорость роста грани (в единицах плотности тока) может быть выражена уравнением [c.337]

В предыдущих разделах мы рассмотрели вопросы, связанные с тем, что является движущей силой кристаллообразования. Нельзя не упомянуть вопрос о том, какую форму принимает кристалл в процессе роста. Пусть описываемая система находится в стационарных условиях /i = onst, i= onst, A",, = onst. Под стационарной формой роста кристалла понимается форма, которую принимает кристалл при перечисленных условиях в случае, когда скорости роста граней постоянны во времени и в процессе роста кристалла сохраняется ориентация граней (рост кристалла рассматривается в кинетической области). В работе [70] получено соотношение, характеризующее стационарную форму роста кристалла [c.112]

Зародышеобразование в растворах. Предэкспоненциальный множитель в выражении для скорости образования зародышей в растворе пропорционален квадрату плотности растворенного вещества п и потоку частиц на поверхности кристаллического зародыша, площадь которого пропорциональна Ала . В случае раствора этот поток определяется скоростями диффузии и пристройки частиц к зародыщу. Пристройка частиц требует разрывов их связей с растворителем, т. е. преодоления потенциального барьера. Этот процесс изучен очень плохо. Имеющиеся данные позволяют лишь оценить энергию активации для полного процесса доставки частиц в решетку макроскопического кристалла. Так, для роста грани [c.279]

Схема развития дендритного кристалла показана на рис. 29. По этой схеме ребро, т. е. две смежные грани растущего кристалла АВ и ВС, через некоторый промежуток времени должны занять положение AiF и F i. Около точки Ai скопятся все примеси. (т- е. молекулы модификатора структуры), находившиеся ранее на отрезке AAi. Столько же примесей будет около точки Bi, так как AAi = BBi. Но вблизи точки Oi примесей будет меньше, так как OOi < BBi. Таким образом, на участке грани FBi концентрация скопившихся примесей будет меньше, чем на всей остальной грани. Рост граней AiB и iD вследствие блокировки их примесями прекратится и начнется образование новых граней DE, ЕН, HFi и FiBi. В результате такого цепного течения процесса кристаллизации из раствора выделяются не монокристаллы парафина, выросшие из единого центра кристаллизации, а сросток монокристаллических элементов, которые образовались на многих последовательно возникавших центрах кристаллизации. [c.92]

В случае диэлектрических адсорбентов активные центры оказывают очень большое влияние на поляризацию адсорбированных молекул (см. раздел У,6). Эти активные центры имеют ту же природу, что и активные центры, измеияюнтие притяжение ионов или диполей. Активностью обладают ребра и углы кристаллов, некоторые грани кристаллов, места нарушения решетки в поверхностном слое и особенно участки обрыва роста отдельных кристаллических граней. [c.68]

Подробный анализ явлений, сопровождающих рост граней кристалла., был сделан К. М. Горбунопой и П. Д. Данковым [3] при изложении разработанной ими кристаллохимической теории электрокристаллизации. [c.336]

При образовании осадка металла одновременно с образованием зародышей проиоходигг и рост граней кристаллов из зародышей (пакет зародышей). [c.94]

Возможны два оснопных механизма роста граней и всего кристалла н целом. Первый механизм состоит в том, что грани расту 1 послойно. На плоскую новер.хность грани (рис. 5.6, а) ма некотором ее участке осаждается из жидкой фазы частица. Вероятность того, что она удержится на краю грани или на ее у ле, намного ниже, чем на некотором серединном участке грани. Это объясняется тем, что на такую отдельную частицу кроме сил п )ямого контакта с поверхностью действуют силы соседних частиц, что ослабляет способность частицы к перемещению по поверхности грани. Присоединение к осевшей частице другой частицы будет более вероятно, чем осаждение этой второй час- [c.247]

Как указано выше, форма кристалла определяется скоростью роста той или иной грани. Существование различных кристаллических форм свидетельствует о неодии кор.нх скоростях росте граней и их кристаллографической неиденгичностн. [c.248]

Чем пересыщеннее раствор, тем больше он структурирован. Пересыщенный раствор — это гетерогенная (или псевдогетерогенная) система, содержащая агломераты или блоки субмикрокристаллов (зародышей). Согласно блочной теории кристаллизации за счет этих блоков происходит преимущественный, особенно быстрый, но неравномерный рост граней кристаллов, что приводит к искажению их формы и к образованию кристаллических сростков. [c.246]

Скорость роста идеально гладкой грани пропорциональна частоте появления на ней двумерных зародышей. Этот этап является весьма чувствительным к пересыщению, и вероятность образования нового слоя при пересыщениях ниже 25—50% совсем ничтожна. Дальнейшее разрастание слоя происходит быстро и от пересыщения не зависит. Однако в реальных кристаллах рост кристалличеекой поверхности становится непрерывным и осуществляется при ма/гых пересыщениях порядка 1 % и ниже. Это противоречие между теорией и практикой объясняет так называемая дислокационная теория. В настоящее время эти представления о механизме и кинетике роста кристаллов из пара являются общепринятыми. Согласно дислокационной теории винтовые дислокации, всегда присутствующие в реальном кристалле и выходящие на растущую поверхность, обеспечивают наличие готовых ступенек. Частицы, адсорбировапные поверхностью, свободно по ней перемещаются и, наконец, присоединяются к имеющемуся дислокационному выступу — ступеньке. В процессе кристаллизации ступеньки не зарастают, а сохраняются в новых слоях. Поэтому вся кинетика роста определяется движением ступенек и нет необходимости в появлении новых двумерных зародышей. При таком механизме роста полностью заполненных плоскостей нет, присоединение частиц происходит по спирали. -Для образцов с достаточно ( свершенной структурой плотность дислокаций, выходящих на поверхность, достигает 10 Поэтому рост такой поверхности происходит во многих точках одновременно и микрорельеф ее оказывается не гладким, а шероховатым. [c.60]

Поверхностно активные вещества, присутствующие в растворе, влияют не только на скорость электрохимического процесса, но и на структуру катодных отложений. А. Т. Баграмян при электроосаждении серебра наблюдал явление катодной пассивности граней растущего кристалла. Это явление зависит от присутствия в растворе посторонних ПАВ и исчезает при очень тщательной очистке раствора от органических примесей. При концентрировании на поверхности органических веществ в относительно больших количествах нормальный рост грани затрудняется. Продолжение роста становится возможным при повышении потенциала до значения, при котором возникают новые кристаллические зародыши. Если часть поверхности остается незапассивированной, то в этом случае повышение эффективной плотности тока ведет к увеличению перенапряжения. [c.381]

ЭЛЕКТРОКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ, переход в-ва из ионизиров. состояния в р-ре или расплаве в кристаллическое в результате электрохим. р-ции. Лежит в основе всех процессов электроосаждения металлов, а также формирования слоев оксидов и труднорастворимых соед. на аиоде (напр., при образовании электролитич. защитно-декоративных покрытий, в произ-ве хпм. источников тока). Отличается от обычной кристаллизации из пара или р-ра тем, что построе-ншо кристаллич. структуры предшествует перенос заряда с электрода на ион или оба этн акта протекают одновременно. Возникновение зародышей новой фазы при Э. требует определ. пересыщения, к-рое определяется перенапряжением на электроде. Чем выше перенапряжение, тем большее число зародышей возникает в единицу времени на данной площади. Зародыши разрастаются в результате послойного роста граней. Процесс может идти с образованием двумерных зародышей илн по закону слоисто-спирального роста на винтовых дислокациях (см. Рост кристаллов). В результате линейного роста кристаллов происходит их слияние с образованием сплошного слоя электролитич. покрытия. [c.698]

При высоких Т1, равных 5-10 кТ (150-300 мВ), становится возможным нормальный рост кристаллов, т. е. прямое присоединение атомов к пов-сти растущей фани в любой ее точке. Грани становятся шероховатыми, теряются такие св-ва кристалла, как устойчивость роста грани и анизотропия скоростей роста по разл. кристаллофа( )ич. направлениям. В результате кристаллы приобретают округлую форму. [c.430]

При малых концентрациях ионов в р-ре массоперенос к растущей пов-сти ифает главенствующую роль в определении морфологии роста кристаллов при Э. Высокие плотности тока обеспечивают перенапряжение, достаточное для роста боковых фаней нитевидного кристалла, на катоде возникают децдриты. Адсорбция и соосаждение примесей тормозят линейный рост кристаллов, вызывают искажение кристаллич. решетки и понижают устойчивость фронта роста граней, способствуют образованию на электроде соматоидных структур. При больших концентрациях соосаждающихся примесей (Р, В, S и др.) кристаллич. решетка оказывается предельно нарушенной, возникают системы аморфного строения - металлич. стема. [c.431]

Во всех вариантах равновесной кристаллизации основная масса растворенного вещества выделяется за счет роста граней отдельных кристаллов тпердой фазы. Обычно считается, что при этом происходит отложение на поверхности кристаллов отдельных ионов или молекул —это так называемая молекулярная гипотеза кристаллизации. [c.95]

Эта скорость также рассматривается в теории роста кристаллов Фольмера—Каишева—Странского. При этом, несмотря на присутствие уже образовавшегося кристалла (затравки), на определенных стадиях роста граней в начале наращивания нового слоя кирпичной кладки скорость роста может лимитироваться необходимостью затраты работы образования двухмерного (плоского), толщиной в один атом, критического зародыша. При очень малом пересыщении атомами углерода вероятность образования таких зародышей так мала, что рост кристалла идет с запинками , подобно остановкам плохо смазанных поверхностей при скольжении. Однако на определенных участках поверхности кристалла рост может идти непрерывно, без запинок , ввиду того, что либо работа образования зародыша нового слоя кирпичной кладки равна нулю [например, в случае алмаза на гранях с индексами (100)], либо (как в случае винтовой дислокации на поверхности кристалла) никаких двухмер- [c.21]

Значительные успехи в разработке методики синтеза кварца в контролируемых и воспроизводимых условиях при низких давлениях были достигнуты после того, как было детально исследовано температурное поле в рабочей камере автоклава с помощью термопар, установленных в трубчатых осеэых карманах, найдены технологические параметры ввода автоклавов в режим роста, обеспечивающие равномерное протравливание затравочных пластин для удаления аморфизованного обработкой, дефектного поверхностного слоя и предотвращения растрескивания растущих кристаллов при относительно низких температурах. Использование базисных затравок взамен ромбоэдрических не только увеличило производительность процесса (отношение скорости роста граней [c.8]

Промышленному освоению методики гидротермальной перекристаллизации кварца в значительной мере способствовали геологические службы, обеспечивающие новое производство уникальными по размеру и однородности кристаллами, из которых были изготовлены первые партии крупноразмерных затравочных пластин различной, преимущественно базисной ориентации. В дальнейшем для выращивания пьезооптических кристаллов в массовом количестве стали применяться затравки из синтетических кристаллов, производство которых осуществлялось параллельно с выпуском товарной продукции для радиоэлектронной и оптической промышленности. Поскольку в процессе перекристаллизации нарастание кристаллов по граням гексагональной призмы практически не происходило и основная деловая пирамида роста плоскости базиса интенсивно выклинивалась положительным и отрицательным ромбоэдрами, для обеспечения технически приемлемых размеров синтетических кристаллов пьезокварца эпизодически требовалось пополнять затравочный фонд за счет природного кристаллосырья. Наряду с этим во ВНИИСИМС была разработана и внедрена рациональная каскадная система воспроизводства синтетического затравочного кварца, что позволило стандартизировать размеры и форму товарных затравок базисной ориентации. Принятая для серийного производства пьезокварца конфигурация затравок в виде прямоугольных пластин, значительно удлиненных в зоне оси г/, обеспечила максимальный выход делового кристаллосырья из базисной 50 [c.50]

Особенно отчетливо эффект аномального плеохроизма прослеживается в пирамидах роста граней отрицательного ромбоэдра кристаллов синтетического кварца, выращенных в системе ЗЮг—Н2О—ЫагСОз при относительно низких температурах (ниже 400 °С). [c.70]

Как известно, грани положительной тригональной призмы на полярной диаграмме скоростей роста кристалла кварца соответ ствует седловая точка в сечении хг ей соответствует минимум тогда как в сечении, перпендикулярном к оси 2,— резкий макси мум. Это обстоятельство приводит к неустойчивости этой грани При малейшем отклонении от точной ориентировки, соответству ющей кристаллографической плоскости (1120), на ней появляются ступеньки граней других индексов. Обычно образуются ступеньки сингулярных граней гексагональной призмы и граней положительной тригональной дипирамиды < + х>. По мере нарастания кристалла такие грани образуют паразитные пирамиды На рис. 21 видно образование паразитных пирамид <+5> при наращивании кристаллов по плоскости (1Г20) 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 <+х> 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]

При выращивании кристаллов кварца (с использованием затравок 2- или х-среза, удлиненных по оси у) на них часто образуются довольно большие по объему пирамиды роста граней положительных тригональных дипирамид <-Ь5>. Истинный символ этих граней пока не установлен. Измерение их ориентации с помощью прикладного гониометра дает углы, не позволяющие приписать им простой символ. Ближе всего эти поверхности к рациональной плоскости (Г122). Эти пирамиды обычно весьма активно захватывают структурную примесь алюминия и при 98 [c.98]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология