А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Ростова дислокація

PОстов дислокації в синтетичних кристалах кварцу були вперше виявлені і досліджені методами ізбіраль-ного травлення, термічного декорування, а також при оцінці оптичної однорідності наросшего матеріалу потіньовим проекціям. Було встановлено, що ростові дислокації орієнтовані майже нормально до поверхні росту. У піраміді з вони утворюють розбіжні в межах до 25 пучки.

Основна маса ростових дислокацій бере початок на поверхневих дефектах затравки, атакож успадковується від дислокацій, що містяться в ній. Частина дислокаційних пучків зароджується на сторонніх включеннях, захоплених кристалом в процесі росту.

В результаті дослідження ростових дислокацій в синтетичному кварці методом термодекорірованіябули виявлені механізми формування однорідних бездислокаційних областей в природних кварцових кристалах. Зокрема, було показано, що дислокації успадковуються з затравок, змінюючи своє положення в наросшего шарі у відповідності з принципом створення мінімумувільної енергії, орієнтуючись за напрямами, близьким до норм і поверхні зростаючої грані. Значна їх кількість зароджувалося також над поверхнею макроскопічних домішкових сегрегатов, що осідають на поверхні граней зростаючих кристалів, а також у місцяхзаростання капілярних і щілиноподібних каналів і тріщин, ймовірно, за рахунок некогерентного зрощення зустрічних тангенціально розповсюджуються мікроскопічних шарів, що перекривають порожнини і включення сторонніх твердих фаз. На основі цих спостережень були розробленіі впроваджені в промислову практику технологічні прийоми отримання бездислокаційних оптичного кварцу, а також проведена цілеспрямована підготовка кристалів і препаратів для рентгенотопографіческіх досліджень.

Прагнення до мінімальної енергіїзмушує ростові дислокації орієнтуватися в напрямку, близькому до вектора швидкості росту даної грані.

Синтетичні аметисти характеризуються підвищеною щільністю ростових дислокацій (р - 105 см-2) у порівнянні з кристалами, вирощеними з розчинівкарбонату і гідроксиду натрію, а також інтенсивними дофінейскімі двійникування. Масове зародження дислокацій стимулюється випадінням на поверхню затравки в початковий період росту твердих включень, найчастіше гідроксидів заліза, переносимих конвекційнимипотоками розчину в камеру кристалізації з шихтових сумішей. Оскільки синтез аметисту здійснюється з сильно пересичених розчинів (при температурних перепадах до 20 С) на порівняно повільно зростаючі затравочние пластини, в системі, особливо в тривалих (понад40 - 50 діб) циклах кристалізації, зароджуються спонтанно і переносяться на ростові поверхні мікроскопічні кристали кварцу. Частина з них, закономірно приростаючи до ділових кристалам, дає початок двойнікових вростки, які клинообразно, у вигляді трігональнаяпірамід, звернених вершинами до затравки, розростаються тангенціально у міру просування фронту росту р-грані. У природних кристалах аметисту двійники також користуються великим поширенням, і присутність їх у синтетичний аметист не тільки не знижує якістькрісталлосирья, але і, навпаки, наближає його за морфологічними ознаками до натуральним каменям.

Мікродефекти не утворюються у вузькій приповерхневій зоні, а також поблизу ростових дислокацій.

Тангенціальний зростання на поверхні пінакоіда спостерігається лише принаявності в кристалі ростових дислокацій з гвинтовою компонентою вектора Бюргерса.

Матеріалом для випробувань служили Ge і-типу марки ГЕС-40/1 0 із щільністю ростових дислокацій N 1 4 - 104 см 2 і Si n - типу марки КЕФ40 з N - 2104 см 2 а також бездислокаційних Si і Ge тих же марок ,вирощені за методом Чохральського.

У цьому розділі розглянуті кореляція між рельєфом поверхні пінакоіда і дислокаційних будовою кристала, основні джерела ростових дислокацій в пірамідах з і деякі особливості реальної структури кристалівсинтетичного кварцу.

Поки можна лише сказати, що висока міцність плівок обумовлена ​​відсутністю діючих джерел дислокацій та обмеженням переміщень ростових дислокацій. Частково висока міцність плівок може пояснюватися ще тим, що їхповерхню мікроскопічно достатня досконала. За даними Білбі (1958 р.), енергія, необхідна для зародження дислокацій близько ідеальної поверхні, така висока, що процес не буде відбуватися. Таким чином, хороша поверхню буде запобігати зародженнядислокацій в тонких плівках, де джерела дислокацій не діють.

В даний час основна маса синтетичних кристалів п'єзокварцу, вироблених у нашій країні і за кордоном, містить ростові дислокації. Тим не менше ці кристали знаходять широкезастосування в радіоелектроніці, практично витіснивши природне крісталлосирье з цієї області техніки.

Дані рентгенівської топографії показують, що якщо на поверхні пінакоіда присутні конусоподібні акцессоріі, то кристал обов'язково містить ростовідислокації, причому переважна більшість з них розташоване по межах активної акцессоріі з іншими такими ж акцессоріямі або з поверхнею типу бруківка, і лише одна з них точно локалізована і виходить у вершині даної акцессоріі зростання.

В данийчас основна маса синтетичних кристалів п'єзокварцу, вироблених у нашій країні і за кордоном, містить ростові дислокації. Тим не менше ці кристали знаходять широке застосування в радіоелектроніці, практично витіснивши природне крісталлосирье з цієї областітехніки.

Дані рентгенівської топографії показують, що якщо на поверхні пінакоіда присутні конусоподібні акцессоріі, то кристал обов'язково містить ростові дислокації, причому переважна більшість з них розташоване по межах активної акцессорііз іншими такими ж акцессоріямі або з поверхнею типу бруківка, і лише одна з них точно локалізована і виходить у вершині даної акцессоріі зростання.

Однак ці результати не могли бути використані безпосередньо для економічно ефективноговиробництва бездислокаційних кварцу, необхідного для виробництва оптичних деталей, так як реалізація ефекту виклинювання ростових дислокацій з пірамід наростання граней основних ромбоедрів зажадала б надзвичайно тривалих циклів перекристалізації.У природних ростових процесах фактор часу грав визначальну роль і забезпечив можливість утворення унікальних за розміром і досконалості кристалів, які цілеспрямовано підбиралися і використовувалися для підготовки перших бездислокаційних затравок,необхідних для організації випуску оптично однорідних синтетичних кристалів кварцу. При разращіваніі таких затравок в умовах, що виключають включення в наросшего матеріал твердих включень, утворюються синтетичні бездислокаційних кристали, які можутьбути використані як товарний оптичний Монокристальна кварц, а також для відтворення бездислокаційних затравок.

Однак ці результати не могли бути використані безпосередньо для економічно ефективного виробництва бездислокаційнихкварцу, необхідного для виробництва оптичних деталей, так як реалізація ефекту виклинювання ростових дислокацій з пірамід наростання граней основних ромбоедрів зажадала б надзвичайно тривалих циклів перекристалізації. У природних ростових процесахфактор часу грав визначальну роль і забезпечив можливість утворення унікальних за розміром і досконалості кристалів, які цілеспрямовано підбиралися і використовувалися для підготовки перших бездислокаційних затравок, необхідних для організації випускуоптично однорідних синтетичних кристалів кварцу. При разрашіваніі таких затравок в умовах, що виключають включення в наросшего матеріал твердих включень, утворюються синтетичні бездислокаційних кристали, які можуть бути використані як товарнийоптичний Монокристальна кварц, а також для відтворення бездислокаційних затравок.

Структури, що ілюструють об'ємну геометрію дислокаційної напівпетлю в процесі пошарового споліровиванія поверхні. Ув. 2640. Таким чином, проведені дослідженняпоказали, що характер фігур травлення на дислокаціях, що виникли при 20 - 270 С, суттєво відрізняється від тих, які спостерігаються на ростових дислокаціях або з'явилися в кристалі при підвищених температурах. Мала довжина петель, невелика глибина їх залягання іспецифіка виборчого травлення викликають великі експериментальні труднощі при дослідженні.

Діаграми стиску Si мають подібний вигляд, але напруга почала мікропластічності для Si дещо вища, ніж для Ge, і становить а - 235 кгс /мм2 (мал. 108) при щільностіростових дислокацій N 2 - 104 см-2. Криві стиснення бездислокаційних зразків Ge і Si подібні з наведеними вище, але мають більш короткі ділянки АВ і ВС, які зрушені також в область кілька більш високих напруг. Величини залишкових деформацій, що реєструютьсядатчиком переміщень після розвантаження Si від а - 6 - 9 кгс /мм2 складають 0 3 - 0 8 мкм.

Методом рентгенівської топографії ми виявили, що рельєф типу бруківки в чистому вигляді характерний для практично бездислокаційних г-кристалів, в той час як кристали,поверхню пінакоіда яких покрита акцессоріямі зростання з активними вершинами, обов'язково містять ростові дислокації і часто в значних кількостях. Крім того, встановили, що більшість дислокацій в кристалах з другим типом рельєфу локалізовано вулоговинах між акцессоріямі зростання і що в вершині кожної активної акцессоріі обов'язково виходить одна ростова дислокація з гвинтовою компонентою вектора Бюргерса. Наявність ростових дислокацій у вершинах і між акцессоріямі зростання однозначно підтверджуєтьсярезультатами виборчого травлення кристалів кварцу. Це дає підставу припускати, що конусоподібні акцессоріі зростання на поверхні базису є класичними дислокаційні горбками зростання, наростаючими по відомому механізму Франка.

Методомрентгенівської топографії ми виявили, що рельєф типу бруківки в чистому вигляді характерний для практично бездислокаційних z - кристалів, в той час як кристали, поверхня пінакоіда яких покрита акцессоріямі зростання з активними вершинами, обов'язковомістять ростові дислокації і часто в значних кількостях. Крім того, встановили, що більшість дислокацій в кристалах з другим типом рельєфу локалізовано в улоговинах між акцессоріямі зростання і що в вершині кожної активної акцессоріі обов'язково виходитьодна ростова дислокація з гвинтовою компонентою вектора Бюргерса. Наявність ростових дислокацій у вершинах і між акцессоріямі зростання однозначно підтверджується результатами виборчого травлення кристалів кварцу. Це дає підставу припускати, що конусоподібніакцессоріі зростання на поверхні базису є класичними дислокаційні горбками зростання, наростаючими по відомому механізму Франка.

PОстов дислокації в синтетичних кристалах кварцу були вперше виявлені і досліджені методами ізбіраль-ноготравлення, термічного декорування, а також при оцінці оптичної однорідності наросшего матеріалу за тіньовими проекціям. Було встановлено, що ростові дислокації орієнтовані майже нормально до поверхні росту. У піраміді з вони утворюють розбіжні в межахдо 25 пучки.

Pезультати рентгенівського дослідження підтверджують, що освіта поверхонь виродження не пов'язане з дислокаційні будовою кристалів. Якщо ж в кристалі є ростові дислокації, то, потрапляючи на межу між поверхнею виродження іповерхнею базису, вони збираються в цьому кордоні аналогічно тому, як вони збираються в найбільш глибоких улоговинах між акцессоріямі зростання.

Pезультати рентгенівського дослідження підтверджують, що освіта поверхонь виродження не пов'язано здислокаційні будовою кристалів. Якщо ж в кристалі є ростові дислокації, то, потрапляючи на межу між поверхнею виродження і поверхнею базису, вони збираються в цьому кордоні аналогічно тому, як вони збираються в найбільш глибоких улоговинах міжакцессоріямі зростання.

Можна вважати, що для досліджених плівок міді та нікелю (з мінімальним розміром зерен близько 0 5 - 1 мкм) не відбувається зміни механізму, контролюючого пластичну деформацію масивних металів. Високодисперсна структура і значнащільність ростових дислокацій приводять до значного підвищення рівня внутрішніх напружень і, отже, напруг течії.

Так, у роботі[378]розглянуто утворення і зростання скупчення прямолінійних дислокацій у плоскій поверхні кристала. Показано,що в кристалі з випадковим полем внутрішніх напружень, породженим ростовими дислокаціями, інтенсивність розмноження дислокацій поверхневим джерелом істотно більше (в 1 7 рази), ніж внутрішнім. При цьому в ході пластичної деформації кристала довжинаскупчення, породженого поверхневим джерелом, і число дислокацій в ньому можуть більш ніж на порядок перевершувати довжину і число дислокацій для скупчення, генерованого внутрішнім джерелом. Показано, також, що виявлена ​​особливість скупчень дислокацій уповерхні може в ряді випадків зробити істотний вплив на закономірності пластичності кристалів. При цьому автори[378, 379]виходили з таких передумов: по-перше, дисперсія компонент тензора внутрішніх напруг а (х), що викликається в точці х кристаларостовими дислокаціями у поверхні, приблизно вдвічі більше, ніж у внутрішніх точках кристала, тобто поле а (х) у поверхні стає неоднорідним. По-друге, необхідно враховувати взаємодію генеруються поверхневим джерелом дислокацій з поверхнею.

Вплив режиму однопрохідної. | Вплив сили струму і швидкості зварювання на освіту ГТ в металі шва. Значна разоріентіров-ка між осьовими і бічними кристалітами збільшує ликвацию по кордонах, щільність ростових дислокацій і викликає ГТ. Найбільшсприятливі схема кристалізації з вигином кристалітів (2 3), при якому їх кут зрощення в центрі шва близький до нуля, і багатошарова зварка з повним охолодженням шва при виконанні наступного.

Їм відповідають грані з характерними ознаками шаруватоїкристалізації і конусоподібними горбиками-акцессоріямі зростання, а саме: грані т, R і р. Незважаючи на зазначені морфологічні ознаки, видається сумнівним, щоб дислокаційної механізм грав істотну роль у стимулюванні процесу відкладень речовини поцим граням. Як показують дані рентгенівської топографії, для пірамід росту (R) і (г) характерна відносно висока щільність ростових дислокацій (103 - Ю4), орієнтованих майже нормально до поверхні росту, причому частина дислокацій має гвинтову компоненту. Наповерхні цих граней зазвичай присутній лише невелике число горбків зростання.

Їм відповідають грані з характерними ознаками шаруватої кристалізації і конусоподібними горбиками-акцессоріямі зростання, а саме: грані т, R і р. Незважаючи на зазначені морфологічніознаки, видається сумнівним, щоб дислокаційної механізм грав істотну роль у стимулюванні процесу відкладень речовини за цими гранях. Як показують дані рентгенівської топографії, для пірамід росту (R) і (г) характерна відносно високащільність ростових дислокацій (Ю3 - Ю4), орієнтованих майже нормально до поверхні росту, причому частина дислокацій має гвинтову компоненту. На поверхні цих граней зазвичай присутній лише невелике число горбків зростання.

Проведеними дослідженнямивстановлено, що одними з основних і найбільш важко виявляються дефектів, що погіршують однорідність пірамід з кристалів синтетичного кварцу, є ростові дислокації. Виявлення інших дефектів, що впливають на оптичну однорідність пірамід з, не становить особливихтруднощів. Паразитні піраміди поверхонь виродження акцесорних рельєфу легко локалізуються за морфологічними ознаками.

Методом рентгенівської топографії ми виявили, що рельєф типу бруківки в чистому вигляді характерний для практичнобездислокаційних г-кристалів, в той час як кристали, поверхня пінакоіда яких покрита акцессоріямі зростання з активними вершинами, обов'язково містять ростові дислокації і часто в значних кількостях. Крім того, встановили, що більшість дислокацій вкристалах з другим типом рельєфу локалізовано в улоговинах між акцессоріямі зростання і що в вершині кожної активної акцессоріі обов'язково виходить одна ростова дислокація з гвинтовою компонентою вектора Бюргерса. Наявність ростових дислокацій у вершинах і міжакцессоріямі зростання однозначно підтверджується результатами виборчого травлення кристалів кварцу. Це дає підставу припускати, що конусоподібні акцессоріі зростання на поверхні базису є класичними дислокаційні горбками зростання, наростаючими повідомому механізму Франка.

Методом рентгенівської топографії ми виявили, що рельєф типу бруківки в чистому вигляді характерний для практично бездислокаційних z - кристалів, в той час як кристали, поверхня пінакоіда яких покрита акцессоріямізростання з активними вершинами, обов'язково містять ростові дислокації і часто в значних кількостях. Крім того, встановили, що більшість дислокацій в кристалах з другим типом рельєфу локалізовано в улоговинах між акцессоріямі зростання і що в вершині кожноїактивної акцессоріі обов'язково виходить одна ростова дислокація з гвинтовою компонентою вектора Бюргерса. Наявність ростових дислокацій у вершинах і між акцессоріямі зростання однозначно підтверджується результатами виборчого травлення кристалів кварцу. Це даєпідставу припускати, що конусоподібні акцессоріі зростання на поверхні базису є класичними дислокаційні горбками зростання, наростаючими по відомому механізму Франка.

Методом рентгенівської топографії ми виявили, що рельєф типу бруківкив чистому вигляді характерний для практично бездислокаційних г-кристалів, в той час як кристали, поверхня пінакоіда яких покрита акцессоріямі зростання з активними вершинами, обов'язково містять ростові дислокації і часто в значних кількостях. Крім того,встановили, що більшість дислокацій в кристалах з другим типом рельєфу локалізовано в улоговинах між акцессоріямі зростання і що в вершині кожної активної акцессоріі обов'язково виходить одна ростова дислокація з гвинтовою компонентою вектора Бюргерса. Наявністьростових дислокацій у вершинах і між акцессоріямі зростання однозначно підтверджується результатами виборчого травлення кристалів кварцу. Це дає підставу припускати, що конусоподібні акцессоріі зростання на поверхні базису є класичнимидислокаційні горбками зростання, наростаючими по відомому механізму Франка.

Методом рентгенівської топографії ми виявили, що рельєф типу бруківки в чистому вигляді характерний для практично бездислокаційних z - кристалів, в той час як кристали,поверхню пінакоіда яких покрита акцессоріямі зростання з активними вершинами, обов'язково містять ростові дислокації і часто в значних кількостях. Крім того, встановили, що більшість дислокацій в кристалах з другим типом рельєфу локалізовано вулоговинах між акцессоріямі зростання і що в вершині кожної активної акцессоріі обов'язково виходить одна ростова дислокація з гвинтовою компонентою вектора Бюргерса. Наявність ростових дислокацій у вершинах і між акцессоріямі зростання однозначно підтверджуєтьсярезультатами виборчого травлення кристалів кварцу. Це дає підставу припускати, що конусоподібні акцессоріі зростання на поверхні базису є класичними дислокаційні горбками зростання, наростаючими по відомому механізму Франка.

Перенесеннязаряду з утворенням локальних полярних станів енергетично вигідний у тому випадку, якщо різниця потенціалу іонізації донора і спорідненості до електрону акцептора менше енергії кулонівського взаємодії в полярному стані, що виникає завдяки перенесенню заряду.Оскільки величина кулонівських сил обернено пропорційна квадрату відстані між зарядами, то найбільш сприятливі умови для утворення КПЗ створюються в локальних областях, в яких фрагменти донора і акцептора максимально зближені. Такими областями можутьбути дефекти надмолекулярної структури, ростові дислокації, різні порушення стехіометрії.

Pентгеновскіе голограми (рефлекс 1011. Для включень першого роду характерно те, що вони захоплюються кристалом в різні періоди росту як поблизу затравки, такі далеко від неї. Однак приблизно так само часто можна спостерігати на рентгенівських топограмми, як захоплення подібних включень не супроводжується утворенням дислокацій. Випадання тонкодисперсних включень на поверхні затравки зазвичай супроводжується масовим зародженнямростових дислокацій, щільність яких складає до 105 см-2 а в окремих випадках перевершує таку. Кристали (або ділянки кристалів) з такою щільністю дислокацій мають різко неоднорідне свілеватость будова. Таким чином, дрібнодисперсні включення єодним з найбільш небезпечних дефектів синтетичного оптичного кварцу. Приуроченість згаданої фази до поверхні затравок свідчить про те, що її виділення відбувається в початковий період процесу, ймовірно, при введенні автоклава в режим.

У літературі досі з'являються повідомлення, в яких намагаються поставити під сумнів дислокаційну природу лінійних дефектів в синтетичному кварці. В якості основних доводів висуваються надмірно велика ширина цих дефектів і їх незвично сильна травімость в таких розчинах, як плавикова кислота, що приводить до утворення протяжних каналів довжиною до декількох десятків міліметрів. Однак обидва зазначених ефекту можуть отримати розумне пояснення, якщо припустити, що ростові дислокації активно адсорбують такі домішки, як вода і лужні метали, що повинно привести до різкого локального підвищення розчинності в області, прилеглій до ядра дислокації. Основним аргументом, який підтверджує дислокаційну природу лінійних дефектів, є, звичайно, що спостерігається дифракційний контраст.

Pельефи піггакоіда. Все сказане вище про відповідність між характером рельєфу поверхні пінакоіда і дислокаційних будовою пірамід росту, здавалося б, дозволяє запропонувати надійний морфологічний критерій оцінки однорідності цих кристалів. У дійсності, однак, все йде значно складніше. У міру відпрацювання технології вирощування кристалів оптичного кварцу було встановлено, що важко уникнути утворення ростових дислокацій в кристалі в процесі росту. Освіта рельєфу типу бруківка в чистому вигляді є лише граничним випадком. Більш характерно - формування різних комбінованих типів рельєфу.

Найчастіше це властивість дислокацій може бути використано для розпізнавання поверхні росту на поверхні розчинення. При вирощуванні кристалів оптичного кварцу в деяких випадках під екраном в результаті утрудненою дифузії розчину процеси росту чергуються з процесами розчинення. В результаті утворюється поверхня зі складним рельєфом і з глибокими долинами, утвореними, очевидно, в результаті часткового розчинення кристала. Pентгеновская топограмми такого зразка показує, що в окремих ділянках дійсно мало місце розчинення: ростові дислокації зрізаються поверхнею розчинення під. Місця вигину дислокацій відповідають тому рівню, до якого відбувалося розчинення і від якого почалася регенерація кристала.