Verbum

ДЭФЕ́КТЫ Ў КРЫШТА́ЛЯХ,

парушэнні перыядычнасці размяшчэння часціц у крышталічнай рашотцы. Узнікаюць пры росце крышталёў ці іх фазавых ператварэннях, цеплавых, мех., эл. і інш. уздзеяннях, увядзенні дамешкаў. Адрозніваюць дэфекты кропкавыя (нульмерныя), лінейныя (аднамерныя), паверхневыя (двухмерныя) і аб’ёмныя (трохмерныя).

Кропкавыя дэфекты — парушэнні перыядычнасці ўласнай атамнай структуры крышталя: вакансіі атамы і іоны, што перамясціліся з нармальнага становішча ў міжвузелле (міжвузельныя атамы і іоны); атамы і іоны ў крышталях хім. злучэнняў, якія займаюць вузлы «чужой» падрашоткі; дэфекты, што ўзнікаюць пры ўвядзенні ў крышталь дамешкавых атамаў. Узаемадзеянне такіх дэфектаў паміж сабой прыводзіць да ўзнікнення складаных дэфектаў: дывакансій (падвойных вакансій), кластараў (скопішчаў дэфектаў) і інш. Лінейныя дэфекты — ланцужкі кропкавых дэфектаў, краявыя і вінтавыя дыслакацыі. Паверхневыя дэфекты: няправільна ўкладзеныя слаі атамаў (дэфекты ўпакоўкі); заканамерныя парушэнні нармальнага чаргавання атамных плоскасцей; дэфекты двайнікавання з кропкавай сіметрыяй; межы ўключэнняў; сама паверхня крышталя і інш. Аб’ёмныя дэфекты: парушэнні, звязаныя з адхіленнем ад законаў стэхіяметрыі; скопішчы вакансій; нерэгулярныя ўтварэнні ў выглядзе расколін, пустот, уключэнняў іншай фазы; скопішчы дамешкаў на дыслакацыях, у зонах росту і інш. макраскапічныя дэфекты. Д. ў к. уплываюць на мех., аптычныя, эл., магн. і інш. ўласцівасці крышталёў. У дасканалай крышт. рашотцы рух атамаў і іонаў немагчымы; у крышталях з дэфектамі міграцыя атамаў абумоўлівае ўзаемную дыфузію цвёрдых цел, хім. цвердафазныя рэакцыі і інш. з’явы. Д. ў к. могуць уводзіцца мэтанакіравана або ўзнікаць выпадкова пад уздзеяннем фактараў, якія не кантралююцца. Спец. ўвядзенне дэфектаў або іх выдаленне — важная частка тэхналогіі вытв-сці паўправадніковых матэрыялаў, люмінафораў, лазерных і фотахромных крышталёў і шкла, паўправадніковых прылад. Шчыльнасць непажаданых дэфектаў памяншаецца ўдасканаленнем метадаў вырошчвання і апрацоўкі крышталёў. Д. ў к. вывучаюцца аптычнымі метадамі, іоннай і электроннай мікраскапіяй, метадам выбіральнага траўлення, рэнтгенадыфракцыйнымі і ядз.-фіз. метадамі.

Літ.:

Современная кристаллография Т. 2. М., 1979;

Вавилов В.С., Кив А.Е., Ниязова О.Р. Механизмы образования и миграции дефектов в полупроводниках. М., 1981;

Орлов А.Н. Введение в теорию дефектов в кристаллах. М., 1983;

Орлов А.Н., Трушин Ю.В. Энергии точечных дефектов в металлах. М., 1983.

Р.​М.​Шахлевіч.

т. 6, с. 364

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

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

КВА́НТАВЫЯ КРЫШТАЛІ́,

крышталі з вял. амплітудай нулявых ваганняў крышталічнай рашоткі (ваганняў паблізу Т = 0 К), параўнальнай з перыядам рашоткі. Маюць незвычайныя фіз. ўласцівасці, вытлумачальныя толькі ў межах квантавай тэорыі. З вядомых на Зямлі рэчываў толькі ізатопы гелію ​³Не і ​⁴Не пры ціску больш за 3∙10​⁴ Па утвараюць К.к. Квантавыя эфекты назіраюцца ў крышталях неону Ne і ў меншай ступені ў крышталях інш. інертных газаў. У нетрах нейтронных зорак, магчыма, існуюць К.к. з нейтронаў. К.к. займаюць прамежкавае становішча паміж квантавымі вадкасцямі і звычайнымі крышталямі. Дэфекты ў К.к. (у прыватнасці вакансіі) не лакалізаваныя, а ў выглядзе квазічасціц распаўсюджваюцца па крышталі.

т. 8, с. 210

БРЭ́ГА—ВУ́ЛЬФА ЎМО́ВА,

вызначае напрамак узнікнення максімумаў інтэнсіўнасці пры дыфракцыі рэнтгенаўскіх прамянёў на крышталях; аснова рэнтгенаўскага структурнага аналізу. Устаноўлена ў 1913 незалежна У.Л.Брэгам і Г.В.Вульфам. Паводле Брэга—Вульфа ўмовы 2dsinΘ = mλ, дзе d — адлегласць паміж адбівальнымі (крышталеграфічнымі) плоскасцямі, Θ — вугал паміж праменем, што падае, і адбівальнай плоскасцю (брэгаўскі вугал), λ — даўжыня хвалі выпрамянення, m — цэлы дадатны лік (парадак адбіцця). Брэга—Вульфа ўмова дае магчымасць вызначыць велічыню d (λ звычайна вядома, вугал Θ вымяраецца эксперыментальна). Брэга—Вульфа ўмова выконваецца таксама пры дыфракцыі γ-выпрамянення, электронаў, нейтронаў на крышталях, эл.-магн. выпрамянення радыё- і аптычнага дыяпазонаў на перыядычных структурах, пры дыфракцыі светлавых хваляў на ультрагуку.

т. 3, с. 280

ДАЛЁКІ І БЛІ́ЗКІ ПАРА́ДАК,

упарадкаванасць мікраструктуры рэчыва на міжатамных (блізкі парадак) ці на неабмежавана вял. адлегласцях (далёкі парадак). Бывае каардынацыйны — у размяшчэнні часціц рэчыва (існуе ў крышталях; у вадкасцях і аморфных цвёрдых целах — толькі блізкі парадак); арыентацыйны — у арыентацыі часціц (у вадкіх крышталях; у вадкасцях з несіметрычных малекул — блізкі парадак); магнітны — у арыентацыі магн. момантаў (у ферамагнетыках, ферымагнетыках, антыферамагнетыках); у арыентацыі эл. дыпольных момантаў (у сегнетаэлектрыках). Існаванне Д. і б.п. абумоўлена ўзаемадзеяннем паміж часціцамі; асн. прыкмета — сіметрыя крышталёў. Ступень упарадкавання можна мяняць цеплавой, мех. і інш. апрацоўкамі, пры гэтым мяняюцца фіз. ўласцівасці рэчыва.

Літ.:

Уайт Р., Джебелл Т. Дальний порядок в твердых телах: Пер. с англ. М., 1982.

Л.​М.​Шахлевіч.

т. 6, с. 18

МІКРАНАПРУ́ЖАННІ,

унутраныя мех. напружанні, якія існуюць у цвёрдым целе пры адсутнасці знешніх сіл і ўзаемна ўраўнаважваюцца ў аб’ёмах, малых у параўнанні з аб’ёмам цела. Узнікаюць пры зацвердзяванні расплаву, тэрмічнай, мех. і інш. апрацоўцы. Звязаны з дэфектамі ў крышталях.

т. 10, с. 359

ІО́ННЫ РА́ДЫУС,

характарыстыка адлегласцей паміж ядрамі катыёнаў і аніёнаў у іонных крышталях. Эксперыментальныя метады, напр., рэнтгенаўскі структурны аналіз і мікрахвалевая спектраскапія, прыкладна аднолькава ацэньваюць між’ядзерныя адлегласці, але значэнні І.р. для індывід. іонаў істотна адрозніваюцца. Шырока выкарыстоўваюцца ў крышталяхіміі і геахіміі.

т. 7, с. 298