Поверхность - реальный кристалл
Cтраница 1
Поверхности реальных кристаллов далеки от совершенства. На поверхности подложки могут быть скопления дислокаций. Поверхностные атомы химически весьма активны, и вследствие этого свободная поверхность быстро покрывается адсорбированным или хемосорбированным слоем толщиной в несколько атомных диаметров. Все эти несовершенства вызывают образование большого числа центров кристаллизации и способствуют возникновению дефектов роста в пленке. [1]
Поверхность реальных кристаллов, из которых состоят все твердые металлы, всегда физически неоднородна. Вследствие этого в одном и том же растиоро электролита два соседних участка поверхности могут обладать разными электродными потенциалами. Вследствие того, что эти участки непосредственно соприкасаются, система работает как местный микроэлемент. Участок поверхности, на котором металл растворяется, называется анодом; участок, на котором разряжаются катионы электролита, - катодом. При работе микроэлемента металл корродирует. Местные элементы могут возникать также вследствие химической неоднородности металла. [2]
Поверхность реального кристалла шероховата. [3]
Поверхности реальных кристаллов далеки от совершенства. На поверхности подложки могут быть скопления дислокаций, механические повреждения. Поверхностные атомы химически весьма активны, и вследствие этого свободная поверхность быстро покрывается адсорбированным или хемосорбированным слоем толщиной в несколько атомных диаметров Все эти несовершенства вызывают образование большого числа центров кристаллизации и способствуют возникновению дефектов роста в пленке. [4]
Поверхность реального кристалла, как об этом говорилось выше, всегда является физически неоднородной. Вследствие этого два соседних участка поверхности могут обладать в одном и том же растворе электролита разными электродными потенциалами. Так как эти участки непосредственно соприкасаются, то система работает как местный микроэлемент. Участок поверхности, на котором металл растворяется, называется анодом, а участок, на котором разряжаются катионы электролита - катодом. При работе микроэлемента металл корродирует. [5]
Поверхность реального кристалла полупроводника, например германия, обязательно покрыта слоем окислов. Дело в том, что атомы кислорода активно присоединяются к связям, оставшимся свободными при обрыве кристаллической решетки. Это происходит даже в условиях сравнительно высокого вакуума, тем более на воздухе. Толщина слоя окиси на поверхности германия составляет около 10 - 30 А, но может увеличиться после прогрева кристалла в окислительной среде. Слой окиси имеет аморфную или мелкокристаллическую структуру. Схема физического строения поверхности германиевого кристалла приведена на рис. 2.1. Очевидно, что такая сложная структура поверхности вызывает появление дополнительных энергетических уровней: донорных, акцепторных и типа ловушек. На этих дополнительных уровнях могут находиться заряды, для компенсации которых в соответствии с условиями электрической нейтральности должен образоваться объемный заряд в полупроводнике, что приведет к появлению электрического поля и соответствующего изгиба энергетических зон. [6]
 |
К определению средней энергии отрыва частиц от граней кристалла.| Схематическое изображение ступеньки на поверхности и излома на ступеньке. [7] |
Френкель показал, что поверхность реального кристалла при любой конечной температуре должна иметь некоторую шероховатость, вызванную тепловыми флуктуациями. На бездислокационной грани ступенька либо начинается и кончается на краях грани, либо она образует замкнутую петлю. Ступенька образует двугранный угол, излом - трехгранный. [8]
Наличие электрического рельефа на поверхности реального кристалла, в котором межатомная связь имеет электрический характер, очевидно. Не требует доказательства и тот факт, что поверхностные трехмерные дефекты создают локальные электрические неоднородности на поверхности кристалла. Однако для решения многочисленных проблем начальных стадий эпитаксиального роста пленок, образования переходного слоя при гетеро-и автоэпитаксиальном росте, процессов адсорбции и эмиссионных характеристик различных материалов необходимы оценки вида и величины локальных неоднородностей, создаваемых поверхностными трехмерными дефектами. [9]
Разумеется, реальная ситуация гораздо сложнее описанной, прежде всего, потому, что числа заполнения узлов на поверхности реального кристалла могут значительно отличаться от нуля или единицы. Это связано с тем, что атомы в поверхностных слоях кристалла связаны друг с другом более слабыми силами, нежели в объеме, хотя бы из-за меньшего числа ближайших соседей. Поэтому образование дефектов кристаллической решетки, например вакансий, на поверхности кристалла требует меньших затрат энергии, чем в объеме, и концентрация поверхностных дефектов при данной температуре должна значительно превышать концентрацию объемных дефектов. [10]
Современные представления о механизме сублимации развиты на основе модели несовершенной поверхности кристалла, предложенной в работах Косселя, Странского, Френкеля и др. Следуя этой модели, на поверхности реального кристалла можно указать такие положения атома, в которых число его соседей и поэтому связь с поверхностью будут неодинаковы. На рисунке изображено два слоя атомов, причем верхний слой - является неполным. [11]
Расчеты молекулярно-кинетической теории проведены для совершенного кристалла с идеально плоскими гранями. На поверхности реального кристалла всегда имеются нарушения, дефекты, несовершенства, грань никогда не бывает идеально плоской. Присоединение частицы к месту локального нарушения структуры энергетически наиболее выгодно. Самым вероятным оказывается присоединение частицы к выходу винтовой дислокации. Выход винтовой дислокации на поверхность кристалла представляет собой ступеньку, к которой легко может присоединиться новая частица. Присоединение частицы не восполняет и не залечивает ступеньку. Рост происходит путем спирально-слоистого нарастания грани, так что каждый новый повторяемый шаг продолжает спирально-винтовую лестницу, увеличивая число оборотов спирали. Рост кристалла осуществляется путем присоединения отдельных частиц к постепенно продвигающемуся выходу спирали ( рис. 322 6), поэтому для роста не требуется образования двумерного зародыша. Расчет показывает, что слоисто-спиральный рост, осуществляемы i с помощью винтовых дислокаций, мож. [12]
Это вызывает увеличение числа дефектов на поверхности реальных кристаллов. [13]
 |
Зависимость привеса от обратного давления метана.| Зависимость проводимости алмазного порошка от времени синтеза при 950 С. [14] |
Все приведенное выше относится к чистой поверхности идеального кристалла алмаза. В действительности, изучая кинетику роста алмазных порошков, следует иметь в виду, что вклад ребер и вершин отдельных кристаллитов в общую поверхностную энергию-может быть весьма значительным, особенно у высокодисперсных порошков. Наличие различных дефектов на поверхности реального кристалла должно сказаться на кинетике нуклеации. [15]
Страницы: 1 2