Verbum

ВАГА́ННІ КРЫШТАЛІ́ЧНАЙ РАШО́ТКІ,

узгодненыя зрушэнні атамаў крышталя каля становішчаў раўнавагі (вузлоў рашоткі). Характар ваганняў залежыць ад сіметрыі крышталёў, ліку атамаў у элементарнай ячэйцы, тыпу хім. сувязі, віду і канцэнтрацыі дэфектаў у крышталях. Амплітуда ваганняў павялічваецца з павышэннем тэмпературы крышталя. На цеплавыя ваганні могуць накладвацца ваганні, выкліканыя распаўсюджваннем у крышталі пругкіх хваляў, абумоўленых знешнім уздзеяннем.

У крышталі з N элементарных ячэек па ν атамаў у кожнай існуе 3νN—6 незалежных найпрасцейшых нармальных ваганняў, кожнае з якіх можна ўявіць у выглядзе дзвюх плоскіх пругкіх хваляў, што распаўсюджваюцца ў процілеглых напрамках. Гэтыя ваганні складаюцца з трох акустычных галін (ім адпавядаюць зрушэнні элементарнай ячэйкі як цэлага) і 3 (ν—1) аптычных (адпавядаюць зрушэнням атамаў унутры элементарнай ячэйкі). Пры пругкім характары міжатамнага ўзаемадзеяння вагальная энергія крышталя складаецца з энергій нармальных ваганняў, кожнае з якіх уцягвае ў рух усе атамы. Вагальную энергію крышталя можна разглядаць і як суму энергій фанонаў — квантаў энергіі пругкіх ваганняў. Квантавая прырода ваганняў крышталічнай рашоткі праяўляецца ў наяўнасці нулявых ваганняў атамаў пры T = 0К. Ваганні крышталічнай рашоткі ўплываюць на электраправоднасць металаў і паўправаднікоў, на аптычныя ўласцівасці дыэлектрыкаў.

Літ.:

Анималу А. Квантовая теория кристаллических твердых тел: Пер. с англ. М., 1981;

Рейсленд Дж. Физика фононов: Пер. с англ. М., 1975;

Федоров Ф.И. Теория упругих волн в кристаллах. М., 1965.

М.​А.​Паклонскі.

т. 3, с. 428

КРЫШТАЛІ́ЧНАЯ РАШО́ТКА рэгулярнае размяшчэнне часціц (атамаў, іонаў, малекул) у крышталях, якое характарызуецца перыядычнай паўтаральнасцю ў трох вымярэннях. Для апісання К.р. дастаткова ведаць размяшчэнне часціц у элементарнай ячэйцы, паўтарэннем якой шляхам паралельных пераносаў (трансляцый) утвараецца ўся структура крышталя.

У адпаведнасці з сіметрыяй крышталя элементарная ячэйка мае форму паралелепіпеда ці прызмы; памеры рэбраў наз. пастаяннымі або перыядамі К.р. ці (у вектарнай форме) вектарамі трансляцый. Матэм. схемай К.р. з’яўляецца прасторавая рашотка (Бравэ рашоткі). Існаваннем К.р. тлумачыцца анізатрапія ўласцівасцей крышталёў, плоская форма іх граней, пастаянства вуглоў і інш. законы крышталяграфіі. Памеры ячэек і размяшчэнне ў іх часціц вызначаюць пры дапамозе дыфрактаметрычных метадаў аналізу (рэнтгенаграфія, нейтронаграфія, электронаграфія). Структура рэальнага крышталя адрозніваецца ад ідэалізаванай схемы, якая апісваецца паняццем К.р.: у рэальных крышталях маюць месца ваганні крышталічнай рашоткі, дэфекты ў крышталях. Гл. таксама Сіметрыя крышталёў, Крышталяхімія.

Р.​М.​Шахлевіч.

т. 8, с. 528

ДЫСЛАКА́ЦЫІ ў крышталях,

трансляцыйныя лінейныя дэфекты ў крышталях; лініі, уздоўж і паблізу якіх парушана рэгулярнае размяшчэнне атамных плоскасцей. Могуць выходзіць на паверхню, замыкацца (утвараць дыслакацыйную пятлю), разгаліноўвацца, не абрываюцца ўнутры крышталя. Сярэдняя колькасць ліній Д., што праходзяць праз сячэнне адзінкавай плошчы, вызначае дыслакацыйную шчыльнасць.

У простай кубічнай рашотцы бываюць 2 тыпы Д. — краявая і вінтавая; у больш складаных структурах паміж гэтымі гранічнымі тыпамі могуць існаваць прамежкавыя (напр., у рашотцы алмазу бывае 10 тыпаў Д.). Краявыя Д. — лініі, уздоўж якіх унутры крышталя абрываецца край лішняй атамнай паўплоскасці. Вінтавыя Д. ўтвараюцца ў выніку зруху на перыяд рашоткі адной часткі крышталя адносна другой уздоўж некаторай атамнай паўплоскасці паралельна яе краю. Пры абходзе вакол лініі Д. па вузлах рашоткі ўзнікае незамкнёнасць контуру, якая характарызуецца вектарам Бюргерса $\overrightarrow{b}$. Даўжыня вектара $\overrightarrow{b}$ роўная аднаму з трансляцыйных перыядаў рашоткі, а напрамак залежыць ад напрамку абходу контуру. Для краявой Д. вектар датычнай L да яе лініі і вектар $\overrightarrow{b}$ перпендыкулярныя, для вінтавой — паралельныя. Існуюць 2 спосабы перамяшчэння Д. па крышталі: слізганне (абумоўлена разрывам і перазлучэннем міжатамных сувязей уздоўж лініі Д.) і перапаўзанне (атамная рэканструкцыя краю лішняй паўплоскасці). У рэальных крышталях Д. — ломаныя лініі, якія складаюцца з участкаў (сегментаў) розных тыпаў. Пры збліжэнні двух Д. аднатыпныя сегменты 3 паралельнымі вектарамі Бюргерса адштурхоўваюцца, а з антыпаралельнымі — прыцягваюцца, і адбываецца «анігіляцыя» сегментаў. Узнікненне Д. абумоўлена пластычнай дэфармацыяй крышталя ў працэсе яго росту або далейшых тэрмаапрацовак. Д. ў крышталі знаходзіцца ў полі пругкіх напружанняў. Пры павелічэнні пластычнай дэфармацыі расце колькасць Д., іх палі перакрываюцца і слізганне ўскладняецца (дэфармацыйнае ўмацаванне). Рух і ўзаемадзеянне Д. вызначаюць змяненне формы крышталя і яго ўласцівасцей. У кавалентных крышталях (германій, крэмній, алмаз) Д. маюць абарваныя хім. сувязі; кожная разарваная (ненасычаная) сувязь можа выступаць як цэнтр захопу электрона. У кавалентных і іонных крышталях Д. праяўляюць сябе ў фотапругкасці, люмінесцэнцыі, анізатрапіі электраправоднасці і інш. Акрамя Д. у крышталях бываюць ратацыйныя лінейныя дэфекты — дысклінацыі (парушэнні сіметрыі напрамкаў).

Літ.:

Судзуки Т., Ёсинага Х., Такеути С. Динамика дислокаций и пластичность: Пер. с яп. М., 1989;

Дроздов Н.А., Патрин А.А., Ткачев В.Д. Рекомбинационное излучение на дислокациях в кремнии // Письма в Журн. экспер. и теорет. физики. 1976. Т. 23, № 11.

М.​А.​Драздоў, М.​А.​Паклонскі.

т. 6, с. 293

БРЫЛЮЭ́НА ЗО́НА,

мнагаграннік, які будуецца для кожнага крышталя па акрэсленых правілах. Форма брылюэна зоны вызначаецца сіметрыяй крышталёў, напр., брылюэна зона простай кубічнай рашоткі мае форму куба, гранецэнтраванай кубічнай рашоткі — ссечанага актаэдра. Выкарыстоўваецца ў фізіцы цвёрдага цела. Прапанавана ў 1930 франц. фізікам Л.​Брылюэнам.

т. 3, с. 277

ЗО́ННАЯ ТЭО́РЫЯ крышталічных цвёрдых цел,

квантавая тэорыя спектра энергій электронаў крышталя. Паводле З.т. гэты спектр складаецца з зон дазволеных і забароненых энергій. З.т. тлумачыць шэраг уласцівасцей і з’яў у крышталях, у прыватнасці, розны характар іх электраправоднасці.

Аснова З.т. — аднаэлектроннае прыбліжэнне: скорасць руху атамных ядраў каля становішчаў раўнавагі многа меншая за скорасць электронаў; кожны электрон рухаецца ў трохмерна-перыядычным полі, якое ствараецца ядрамі і астатнімі электронамі. Зона праводнасці (с) і валентная зона (v) утвораны сукупнасцю атамных энергет. узроўняў, «расшчэпленых» у выніку аб’яднання свабодных атамаў у крышт. рашотку. Узроўні энергіі валентных электронаў (е) атама расшчапляюцца і зрушваюцца значна больш, чым узроўні ўнутраных электронаў (і). Шырыня забароненай зоны Eg (энергет. шчыліна паміж v- і с-зонамі) вызначаецца раўнаважнай адлегласцю паміж ядрамі (пастаяннай крышт. рашоткі d) У крышталі з N ідэнтычных атамаў кожны атамны ўзровень расшчапляецца на N узроўняў, якія ўтвараюць квазінеперарыўную дазволеную зону або яе частку. Электроны запаўняюць дазволеныя зоны энергій у адпаведнасці з Паўлі прынцыпам: на N узроўнях зоны можа знаходзіцца не больш за 2N электронаў. Уласцівасці крышталя залежаць ад колькасці электронаў у зоне праводнасці і/ці ад колькасці незапоўненых узроўняў (вакансій для электронаў) у валентнай зоне. Калі энергет. зона запоўнена электронамі часткова, то пад уздзеяннем знешняга эл. поля яны пераразмяркоўваюцца па ўзроўнях у зоне. Пры гэтым парушаецца сіметрыя размеркавання электронаў па скорасцях — узнікае эл. ток. Таму крышталь з часткова запоўненай c-зонай з’яўляецца правадніком электрычнасці — металам. Электроны ў поўнасцю запоўненай v-зоне з-за прынцыпу Паўлі не могуць пераразмяркоўвацца па ўзроўнях энергіі; крышталь з пустой с-зонай і поўнасцю запоўненай электронамі v-зонай — дыэлектрык. Калі цеплавая энергія дастатковая для пераводу часткі электронаў з v-зоны ў c-зону, то электраправоднасць крышталя расце пры награванні; такі крышталь — паўправаднік. Пры слаба перакрытых с- і v-зонах крышталь з’яўляецца паўметалам (напр., вісмут), а пры змыканні гэтых зон (Eg=0) — бясшчылінным паўправадніком (напр., шэрае волава). З.т. — набліжэнне да рашэння фундаментальнай задачы: вывесці ўласцівасці крышталя з уласцівасцей атамаў, з якіх ён складаецца.

Літ.:

Харрисон У.А. Электронная структура и свойства твердых тел: Физика химической связи: Пер. с англ. Т. 1—2. М., 1983;

Анималу А. Квантовая теория кристаллических твердых тел: Пер. с англ. М., 1981.

М.​А.​Паклонскі.

т. 7, с. 107

ДВАЙНІКАВА́ННЕ,

утварэнне ў монакрышталі абласцей з заканамерна змененай арыентацыяй крышт. структуры. Структуры двайніковых утварэнняў з’яўляюцца люстраным адбіткам атамнай структуры зыходнага крышталя (матрыцы) у пэўнай плоскасці (плоскасці Д.) ці ўтвараюцца паваротам структуры матрыцы вакол крышталеграфічнай восі (восі Д.) на пастаянны для дадзенага рэчыва вугал або іншым пераўтварэннем сіметрыі крышталёў. Матрыца з двайніковым утварэннем наз. двайніком.

У залежнасці ад колькасці зрошчаных двайніковых утварэнняў структуры наз. трайнікамі, чацвернікамі ці наогул полісінт. двайнікамі. Д. можа адбывацца пры крышталізацыі, мех. дэфармацыі, зрастанні суседніх зародкаў (двайнікі росту), хуткім цеплавым расшырэнні ці сцісканні, награванні дэфармаваных крышталёў (двайнікі рэкрышталізацыі), пры пераходзе ад адной крышт мадыфікацыі да другой. Напр., у крышталях сегнетавай солі двайнікі ўтвараюцца пры пераходзе крышталя ад рамбічнай структуры да монакліннай (пры т-ры Кюры). Д. ўплывае на мех. (трываласць, пластычнасць, крохкасць), м., магн., аптычныя ўласцівасці крышталёў, пагаршае якасць паўправадніковых прылад. Заканамернасці Д. выкарыстоўваюцца для дыягностыкі мінералаў, устанаўлення паходжання і ацэнкі некат. мінералаў як прамысл. сыравіны.

Літ.:

Современная кристаллография. Т. 2. М., 1979;

Т. 4. М., 1981.

Р.​М.​Шахлевіч.

т. 6, с. 73

ПІРАЭЛЕКТРЫ́ЧНАСЦЬ (ад піра... + электрычнасць),

узнікненне эл. зарадаў на паверхні некат. крышталёў (піраэлектрыкаў) пры іх награванні ці ахаладжэнні. Да піраэлектрыкаў адносяць крышт. дыэлектрыкі, што палярызуюцца ў адсутнасці эл. поля і інш. знешніх уздзеянняў (т. зв. спантанная палярызацыя). Даследавалася Д.Брустэрам, П.Кюры, Ф.Эпінусам.

Пры награванні адзін край піраэлектрыка зараджаецца дадатна, пры ахаладжэнні — адмоўна, другі — наадварот. Паяўленне зарадаў на паверхні піраэлектрыка звязана са зменай існуючай у ім палярызацыі пры змене т-ры крышталя, а таксама і пры дэфармаванні (піраэлектрыкі з’яўляюцца п’езаэлектрыкамі) Асобная група піраэлектрыкаў — сегнетаэлектрыкі, у якіх пры награванні да пэўнай т-ры спантанная палярызацыя знікае і крышталь пераходзіць у непіраэл. стан. Існуе эфект, адваротны піраэлектрычнаму. Калі крышталь змясціць у эл. поле, то яго палярызацыя змяняецца, што суправаджаецца награваннем ці ахаладжэннем крышталя (электракаларычны эфект). Піраэлектрыкі выкарыстоўваюць у тэхніцы ў якасці індыкатараў і прыёмнікаў выпрамяненняў. Іх дзеянне заснавана на рэгістрацыі эл. сігналаў, што ўзнікаюць у піраэлектрыках пры змене т-ры пад уплывам выпрамянення.

Літ.:

Лайнс М., Гласс А. Сегнетоэлектрики и родственные им материалы: Пер. с англ. М., 1981;

Кременчугский Л.С., Ройцина О.В. Пироэлектрические приемники излучения. Киев, 1979.

П.​А.​Пупкевіч.

т. 12, с. 382

ГА́БІТУС, хабітус (ад лац. habitus выгляд),

вонкавы выгляд жывёльнага або расліннага арганізма, крышталя, мінералу. У чалавека і жывёл вызначаецца сукупнасцю вонкавых прыкмет, што характарызуюць целасклад, паставу, тэмперамент і канстытуцыю. У заатэхніі габітус с.-г. жывёл разглядаюць у сувязі з канстытуцыянальнымі асаблівасцямі і прадукцыйнасцю. У раслін габітус уваходзіць у характарыстыку жыццёвай формы (біяморфы). Габітус змяняецца на працягу антагенезу, залежыць ад узросту і ўмоў існавання; мае значэнне для прац па інтрадукцыі.

т. 4, с. 411

МАГНЕТАЭЛЕКТРЫ́ЧНЫ ЭФЕ́КТ,

узнікненне намагнічанасці ў крышталях пры змяшчэнні іх у эл. поле. Вызначаецца формулай I = aE, дзе I — намагнічанасць, E — напружанасць эл. поля, α — каэфіцыент прапарцыянальнасці. Прадказаны Л.Д.Ландау і Я.М.Ліфшыцам (1957), эксперыментальна адкрыты ў 1960. Назіраецца ў магнітаўпарадкаваных крышталях (антыфера-, феры- і ферамагнетыках). Макс. значэнне каэфіцыента α для аксіду хрому Cr₂O₃ каля 2∙10​⁻⁶ A/B. Існуе і адваротны эфект — узнікненне эл. палярызацыі пры змяшчэнні крышталя ў магн. поле.

т. 9, с. 476

ДЫФРА́КЦЫЯ РЭНТГЕ́НАЎСКІХ ПРАМЯНЁЎ,

з’ява, што выяўляецца пры пругкім рассеянні рэнтгенаўскіх прамянёў крышталямі (або малекуламі вадкасцей і газаў), пры якім з першаснага пучка прамянёў узнікаюць другасныя адхіленыя пучкі той жа даўжыні хвалі.

Д.р.п. эксперыментальна выяўлена ням. фізікамі М.​Лаўэ, В.​Фрыдрыхам і П.​Кніпінгам (1912) як доказ хвалевай прыроды рэнтгенаўскіх прамянёў. Крышталь з’яўляецца натуральнай трохмернай дыфракцыйнай рашоткай (адлегласці паміж атамамі аднаго парадку з даўжынёй хвалі λ); напрамак дыфракцыйных максімумаў у агульным выпадку падпарадкоўваецца ўмовам Лаўэ: a(cosα − cosα₀) = hλ, b(cosβ − cosβ₀) = kλ, c(cosγ − cosγ₀) = lλ, дзе a, b, c — памеры крышт. рашоткі, α₀, β₀, γ₀ — вуглы, што ўтварае падаючы прамень, α, β, γ — рассеяны прамень з восямі крышталя, h, k, l — цэлыя лікі (індэксы Мілера). Дыфракцыйную карціну назіраюць на нерухомым крышталі з выкарыстаннем поліхраматычнага выпрамянення (Лаўэ метад), пры вярчэнні або ваганнях крышталя, а таксама на полікрышталях пры асвятленні монахраматычным выпрамяненнем (гл. Дэбая—Шэрэра метад). Д.р.п. выкарыстоўваецца для даследаванняў атамнай структуры рэчыва, рашэння задач матэрыялазнаўства, у рэнтгенаўскай спектраскапіі. Гл. таксама Рэнтгенаўскі структурны аналіз, Рэнтгенаграфія матэрыялаў.

Літ.:

Иверонова В.И., Ревкевич Г.П. Теория рассеяния рентгеновских лучей. 2 изд. М., 1978.

М.​М.​Аляхновіч.

т. 6, с. 302