Дефекты атомные подвижность

Завершая этот краткий обзор важнейших видов кристаллических дефектов, подчеркнем еще раз, что именно реальная структура твердых тел оказывает решающее влияние на их свойства. С появлением дефектов механические и другие свойства материалов в общем случае ухудшаются по сравнению с идеальным твердым телом. Однако нужно принять во внимание и то, что дефекты в кристаллах оказывают разностороннее влияние. Возьмите, к примеру, трехмерные дефекты, снижающие подвижность дислокаций. Так как наукой в настоящее время еще не решена проблема изготовления больших кристаллов, близких к идеальным, что связано с огромными экономическими затратами, промышленность использует поликристаллические материалы с очень высокой плотностью дефектов структуры. С помощью относительно простых и давно известных способов, получивших, правда, только в последнее время объяснение с точки зрения атомно-физиче-ской теории, можно изменять свойства материалов в нужном для определенной области применения направлении. Совсем недавно во все возрастающем объеме стали использоваться на практике высокочистые материалы, близкие по структуре к идеальному твердому телу. С несколькими примерами этого вы познакомитесь в последующих разделах. [c.67]

В [9.13] было показано, что ПИБ может кристаллизоваться при растяжении и охлаждении. Переход, проявляющийся в закристаллизованном ПИБ ниже температуры стеклования, обусловлен переориентацией концов цепей, находящихся в пределах дефектов. Максимумы на кривой высвечивания эластомера СКИ-3 (рис. 9.3) можно отнести к следующим релаксационным процессам 1) переход при температуре — 63° С обусловлен размораживанием сегментальной подвижности 2) переход при температуре —113° С связан, как и в случае ПИБ, с вращением метильных групп 3) переход при температуре —147° С может быть связан с размораживанием подвижности отдельных атомных групп в основной цепи. [c.244]

У монокристаллов селена, полученных из расплава, проводимость и подвижность носителей вдоль цепочек (вдоль кристаллической оси с) в десятки тысяч раз больше, чем в перпендикулярном направлении. Селен — дырочный полупроводник. Вероятно, р-проводимость обусловлена дефектами решетки на концах атомных цепочек. Некоторые примеси (Hg, Т1) уменьшают проводимость селена, вероятно, потому, что они являются донорами, а это приводит к частичной рекомбинации электронов и дырок. Ширина запрещенной зоны серого селена 1,7—1,9 эв, аморфного 2,3 эв. После освещения селена проводимость увеличивается, и требуется некоторое время для того, чтобы проводимость достигла равновесного значения. [c.309]

Растворенные в сплаве примеси из-за различия атомных радиусов вызывают напряжения в решетке. Кроме того, посторонние атомы собираются преимущественно вблизи дефектов, например сдвигов решетки. Скопления посторонних атомов могут ири известных условиях сильно ограничивать подвижность смещений. Таким путем пластичность может быть очень сильно снижена примесями менее 1%. [c.325]

При обсуждении механических свойств карбидов мы рассмотрим отдельно упругую и пластическую деформацию, разрушение, механизмы упрочнения и твердость. Упругие свойства твердых тел определяются прежде всего прочностью атомных связей. Если известен тип атомных связей в данном твердом теле, можно предсказать некоторые его характеристики, например модуль упругости, и, наоборот, информация об упругих свойствах помогает лучше понять природу межатомных взаимодействий в твердом теле. Модуль упругости можно также использовать для расчетов величины теоретической прочности материалов (при условии отсутствия несовершенств и дефектов). Чем больше модуль, тем выше теоретическая прочность. Однако часто фактическая прочность твердого тела ограничена из-за движения дислокаций (пластической деформации) или разрушения. Разрушение обычно вызывается небольшими внутренними или поверхностными трещинами или связано с малой подвижностью дислокаций, недостаточной для того, чтобы затормозить распространение трещин. Таким образом, материал может иметь очень высокий модуль упругости, но сравнительно низкую прочность, поскольку пластическая деформация воз.чикает при напряжениях, в тысячу раз меньших, чем теоретический [c.139]

Природа явления будет выяснена только при исследовании точно контролируемых поверхностей, для которых можно установить истинное значение таких факторов, как ориентация кристалла, природа адсорбированных и перестроенных поверхностных слоев, атомная и ионная подвижность в адсорбированных слоях, различие состава поверхности и объема плавленых катализаторов, наличие и природа объемных и поверхностных дефектов кристалла, электронное состояние твердого тела и т. п. Пока таким способом можно контролировать далеко не все важные катализаторы, но для некоторых из них контроль возможен, и это дает надежду на дальнейший успех. [c.190]

На диффузию оказывают влияние не только группировки дислокаций, как это имеет место па границах зерен, но и отдельные дислокации. Можно ожидать взаимодействий между определенными дефектами структуры и диффундирующими атомами примеси. В зоне вдвинутой плоскости кристаллической решетки (случай краевой дислокации) решетка находится в состоянии избыточного гидростатического давления, тогда как с противоположной стороны плоскости скольжения имеется гидростатическое разрежение. Если кристалл находится при достаточно высоких температурах, когда подвижность элементов решетки довольно велика, атомы примеси с большим атомным радиусом, чем у атомов основного кристалла, перемещаются в область гидростатического разрежения, потому что благодаря этому достигается самое благоприятное распределение напряжений (рис. 11.6). [c.246]

Влияние температуры на электропроводность полупроводника является результатом того, что с изменением температуры материала изменяются концентрация и подвижность носителей тока. Влияние температуры нагрева на подвижность носителей тока зависит от рода решеток. Для атомных решеток и выражается зависимостью и = АТ р, где р = 2 [8], и фактически обусловливается рассеиванием волн неоднородностями двух типов нарушением однородной структуры тела всевозможными дефектами решетки и флуктуационными неоднородностями, возникающими нри тепловых колебаниях атомов решетки. [c.92]

График температурной зависимости подвижности поляронов, соответствующий формуле (6.88) при рассеянии на оптических фононах, схематически изображен на рис. 6.11 в координатах Аррениуса. Здесь обращает на себя внимание ход кривой, противоположный представленному на рис. 6.8 в отличие от квазисвободных электронов в атомных полупроводниках подвижность поляронов малого радиуса имеет минимум в области промежуточных температур. Пунктирный участок кривой изображает переход к рассеянию туннелирующих поляронов на заряженных точечных дефектах решетки, играющих в ионных кристаллах ту же роль, что и примесные ионы в валентных полупроводниках. [c.202]

Как и в случае соединений А В , при изменении среднего атомного веса соединения наблюдаются закономерные изменения запрещенной зоны, температуры плавления и ряда других параметров (табл. 10.9). Увеличение ионной составляющей связи (по сравнению с соединениями А В ) проявляется в более низких значениях подвижностей. Из-за более низкого уровня технологии изготовления соединения пока еще нет данных, которые позволили бы охарактеризовать их структурно-чувствительные свойства. Структурно-чувствительные свойства чистых и легированных соединений А В в значительной мере определяются природой и концентрацией точечных дефектов, обусловливающих отклонение от стехиометрии. [c.479]

Воспользовавшись уравнением Пуассона, можно найти V(x) как функцию X и, таким образом, характеристическую для приповерхностного слоя дебаевскую длину л, которая приближенно обратно пропорциональна корню квадратному из концентрации подвижных дефектов и, следовательно, сильно растет с падением температуры. В общем случае ширина слоя Дебая составляет несколько сотен атомных расстояний. Мы обсуждали здесь образование слоя поверхностных зарядов, однако любой источник вакансий (или других атомных дефектов) внутри кристалла об- [c.107]

Параметры уравнения для подвижности атомных дефектов v = Vf x f —H kT) = q kT)D — (q kT) a й f. p(—G kT) [c.323]

Как правило, подвижность электронов и дырок значительно больше, чем ионов. Поэтому те и другие будут давать приблизительно одинаковый вклад в проводимость, если концентрация атомных дефектов на один или два порядка величины больше, чем концентрация электронных дефектов. [c.344]

По данным Рудольфа равновесие кристалл — пар замораживается при Г1 < 900° К. Следовательно, изменение электропроводности с температурой, наблюдаемое ниже 900° К, обусловлено а) ионизацией или деионизацией доноров или акцепторов, б) изменением подвижности, в) эффектами ассоциация — диссоциация и осаждение — растворение атомных дефектов. Мы пока не будем учитывать эффектов, [c.415]

Аналогичное соотношение можно получить из уравнения (XX 1.29), подставляя вместо т величину г. В теории Вагнера г представляет собой валентность металла. В нашем рассмотрении т является эффективным зарядом подвижных атомных дефектов, причем эти две величины могут быть не равны друг другу. [c.598]

Теория зарождения трещин в кристаллах в результате сдвига основывается на дислокационной модели. В общем случае, однако, применительно к развитию трещин можно, по-видимому, ввести представление о подвижных структурных дефектах атомного размера, характер движения и распределения которых таков же, как и в дислокационной модели. (Вектор Бюргерса-переменная величина). Тогда основные положения теории дислокации применимы и к хрупким аморфным телам, закономерности разрушения которых мало отличаются от закономерностей хрупкого разрушения кристаллических тел. О существовании многочисленных атомных дефектов в поверхностных слоях частиц измельченных материалов свидетельствуют описанные выше нарушёния кристаллической структуры, механохимические процессы, а также терыолюминесцен-ция, экзоэлектронная эмиссия и другие явления. [c.122]

Это значит, что с ростом температуры число активных центров на единицу поверхности сначала растет и, только начиная с определенной температуры, убывает. Подобные кривые невозможно объяснить, исходя из представления о спекании как о поверхностном плавлении активных центров или исходя из эффекта, связанного с уменьшением общей повмхности с повышением температуры. Это явление с позиций термодинамики было рассмотрено О. П. Пол-торакои, который исходил из следующей модели активные центры являются атомной фазой , адсорбированной на поверхности кристалла. При этом оказалось, что для мелкодисперсных кристаллов количество атомной фазы иа единицу поверхности уменьшается с ростом кристаллов. Таким образом, с изменением температуры протекают два конкурирующих процесса сначала при повыщении температуры обработки катализаторов увеличивается число дефектов, а следовательно, и их поверхностная концентрация ири дальнейшем повышении температуры увеличение числа дефектов и их подвижности приводит к росту кристаллов, а следовательно, к уменьшению поверхностной концентрации дефектов. [c.338]

В последние годы много внимания уделяется изучению механизма электроосаждения. Большинство исследователей пришло к выводу, что электроосаждение должно протекать по механизму, подобному осаждению кристаллического покрытия или конденсации их паров. Сольватированный ион металла достигает катода и адсорбируется на нем, теряя часть сольватной оболочки, в то время как катод приобретает необходимые электроны. Адсорбированный ион ( адион ), будучи подвижным, мигрирует по поверхности катода до тех пор, пока не достигнет атомной ступеньки. На этой ступеньке он адсорбируется, теряя еще больше сольватную воду и его способность к дальнейшей диффузии ограничивается направлением вдоль ступеньки. Дальнейшая десольватация и координация адиона на поверхности происходит тогда, когда он достигает излома ступеньки. На этой стадии он становится неподвижным. Когда другие адионы , следуя этим же путем, в конце концов встречаются с первым ади-оном , окружая его, тогда координация с водой электролита полностью заменяется на координацию с ионами металла в металлической решетке. Такая точка зрения на механизм электроосаждения весьма правдоподобна и соответствует как современным представлениям о металлических кристаллах и дефектах в них, так и данным о некоторых свойствах гальванических покрытий. Однако это несколько предвзятое мнение, Значительные экспериментальные трудности, сопровождающие исследования, являются причиной как большого числа различных направлошй в этой области, так и [c.331]

Необходимо отметить, что если бы уровни d g и V g находились ближе соответственно к дну зоны проводимости или к потолку валентной зоны, то эти дефекты ионизировались бы в большей степени и в результате линии для е и h расположились бы выше линий dig и VAg- Тогда изменение цвета индикатора наблюдалось бы в точке пересечения линий е и h (случай, рассмотренный ранее в разд. XVI.3). Хотя Юнг и др. интерпретируют свои результаты в соответствии с изложенными здесь представлениями, они не указывают точно, который из этих случаев, по их мнению, реализуется. Используя серу как индикатор в указанном выше смысле, эти авторы изучали обесцвечивание окрашенных кристаллов при контакте с парами брома ( диффузия брома ) и окрашивание обесцвеченных кристаллов при контакте с серебром ( диф фузия серебра ). Если представленная выше модель правильна, то очевидно, что оба процесса связаны с диффузией серебра, а не брома. Однако механизмы диффузии различны в первом случае серебро диффундирует в виде VAg, а во втором — в виде Agi. При этом Юнг и др. считают, что диффузия осуществляется преимущественно в ионизированной форме, как было обнаружено для галогенидов щелочных металлов, т. е. диффундируют VAg + h и Ag[ + e, а не VAg и Agf. Такое предположение подтверждается тем, что в чистом AgBr при нормальных условиях (середина области II, рис. XVI.И, u) имеется гораздо больше центров VAg и Ag , чем центров V g и Agf, и при диффузии по ионизированным центрам убыстряется по крайней мере атомное звено диффузионного процесса. Правда, в этом случае скорость диффузии будет зависеть от малых концентраций электронов и дырок, которые имеют более высокую подвижность. Поэтому суммарный прирост скорости диффузии все же возможен, причем скорость диффузии будет ограничиваться атомными или электронными дефектами. В кристаллах, легированных кадмием, концентрация VAg повышается, но концентрация дырок уменьшается. По уменьшению диффузии VAg в присутствии кадмия можно сделать вывод, что лимитирующим фактором является диффузия дырок. Для Ag выполняется противоположная зависимость в присутствии кадмия уменьшается концентрация [Agj], но увеличивается п. Поскольку было установлено, что диффузия Agi возрастает при наличии кадмия, то лимитирующим фактором оказывается концентрация электронов. Однако следует ожидать, что при повышенных концентрациях кадмия, когда величина [Ag ] сильно понижается, а п увеличивается, положение может измениться причем либо скорость диффузии будет ограничиваться концентрацией Agf, либо диффузия будет осуществляться через нейтральные центры Agf. Если условия близки к нормальным , то состоянию кристалла будет, вероятно, соответствовать точка где-то около середины области II (рис. XVI.11, а) или области IV (рис. XVI.11, в). [c.460]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология