Структура - граница - раздел
Cтраница 2
Исследование структуры границ раздела фактически выделилось в самостоятельное направление ПЭМ ВР. Ожидается, что дальнейшие электронно-микроскопические исследования высокого разрешения в области инженерии поверхности приведут к новым интересным научным результатам и технологическим разработкам. [16]
Переход электрона из металла на находящуюся в растворе частицу или обратный процесс - переход электрона с частицы на электрод - протекает на границе фаз и зависит от того, как построена эта граница. Поэтому знание структуры границы раздела между электродом и раствором имеет очень большое значение при изучении кинетики и механизма электрохимических реакций. [17]
 |
Структура округлой поверхности кристалла. [18] |
Для каждой температуры ниже критической сохранение границы раздела обеспечивается балансом атомов, которые присоединяются к поверхности и отрываются от нее. Для каждой температуры количество этих атомов определено свойствами граничащих веществ и структурой границы раздела. При равновесии количество тех и других атомов равно. В случае жидкой капли атомы могут поступать в окружающую фазу с любой точки атомарно-гладкой поверхности. Если же частица ( кристалл) дисперсная, то отрывающиеся атомы в основном поступают с ребер ступеней. А так как количество атомов предопределено условиями динамического равновесия, то и количество ребер на единицу поверхности границы раздела полностью предопределено для каждой температуры, при которой сосуществуют фазы. [19]
 |
Границы зерен, разориентированных под большими углами. - 1203. [20] |
Наиболее очевидным проявлением геометрических дефектов в виде поверхностей является наличие зерен и границ зерен в поликристаллическом материале. Углы между направлениями главных осей кристалла в соседних зернах очень часто велики, а структура границы раздела фаз достаточно сложна в соответствии с особенностями ориентации и вида двух соседних кристаллов. Слой атомов на границе между зернами представляет собой область нарушенной решетки; эта область имеет ширину в несколько атомных слоев и обеспечивает переход между соседними разориентированными областями. [21]
В случае линейного расщепления наибольшее понижение упругой энергии достигается при образовании двух дисклинаций, расположенных на максимальном допустимом расстоянии друг от друга, т.е. на расстоянии, равном длине границы зерна. Расщепление дисклинаций в границах раздела нанокристаллических материалов является эффективным каналом релаксации упругой энергии, оно сопровождается изменением структуры границ раздела ( появлением дефектов упаковки), уменьшает вероятность зарождения микротрещин вблизи границы раздела и стимулирует зернограничную диффузию. [23]
Из-за своей коммерческой значимости структура Si - SiO2 вызывает громадный научный интерес. Однако многие вопросы остаются невыясненными до настоящего времени: детальное понимание механизмов диффузии; взаимные реакции окисляющих и нитридирующих частиц в SiO2; механизмы начальной стадии окисления на атомарном уровне; послеокислительные процессы и их зависимость от электрофизических свойств; структура границ раздела; образование дефектов; механизмы деградации. [24]
Плотность нанокристаллических материалов, полученных разными методами компактирования нанопорошков [3-13], составляет от 70 - 80 % до 95 - 97 % теоретической плотности. Все кристаллиты имеют одинаковую структуру и отличаются только своей кристаллографической ориентацией и размерами. Структура границ раздела определяется типом межатомных взаимодействий ( металлические, ковалентные, ионные) и взаимной ориентацией соседних кристаллитов. Разная ориентация соседних кристаллитов приводит к некоторому понижению плотности вещества в границах раздела. [25]
Кроме того, они образуют фасетки 100 и поэтому имеют простую кристаллографическую форму тригональной пирамиды. Окисление при 850 К дает кристаллиты WO3, ориентированные гранями ( 100) параллельно грани ( 110) W в двух раз-упорядоченных ( относительно поворота вокруг нормали к исходной поверхности) областях с направлениями ( приблизительно): 1) [ OlT ] WO3 параллельно [ lff ] W и 2) [ ОИ ] УО3 параллельно [ lfl ] W. Хотя уже эти данные, полученные методом ДМЭ, отчетливо показывают, что структура границы раздела окисел-газ значительно отличается от плоской поверхности исходного металла, еще убедительнее об этом говорят результаты, полученные методом просвечивающей электронной микроскопии, согласно которым большая часть кристаллов WO3 имеет нитевидную структуру. Действительная структура окисла, несомненно, меняется от системы к системе, но, если окисел кристаллический, он крайне редко имеет форму плоскопараллельной пластинки. [26]
Может возникнуть вопрос о применимости приближения эффективной массы для электрона, волновая функция которого в достаточно сильном электрическом поле в направлении, перпендикулярном поверхности, затухает на расстоянии порядка нескольких межатомных. Этот вопрос, обсуждавшийся в работах [1594, 1595], возникает при рассмотрении долинного расщепления ( см. § 1 гл. Проверка с более высокой точностью невозможна, так как требует дополнительных данных о структуре границы раздела. Предполагается, однако, что использование приближения эффективной массы в меньшей степени ограничивает точность приводимых расчетов по сравнению с ненадежностью оценок многочастичных эффектов и недостатком информации о физических параметрах системы. [27]
Авторы [71] предположили, что повышенная теплоемкость обусловлена более рыхлой структурой границ раздела. Такое объяснение выглядит мало правдоподобным, так как в настоящее время установлено, что структура границ раздела в компактированных наноматериалах очень мало отличается от структуры кристаллитов. Более вероятно, что избыточная теплоемкость, как и в нанопорошках, обусловлена большой площадью границ раздела и соответствующим ей вкладом в теплоемкость. Подтверждением этого может быть измерение теплоемкости нанопорошка и образца, компактированного из этого же порошка; при одинаковом размере зерен теплоемкость нанокристаллического порошка и компактированного наноматериала скорее всего ( с учетом ошибок измерений) будут близки. Кроме того, вклад в избыточную теплоемкость может дать примесный водород; в особенности это относится к палладию, способному очень легко поглощать и растворять водород. Действительно, при изучении теплоемкости nc - Pt авторы [72] пришли к выводу, что при температуре 300 К большая часть избыточной теплоемкости компактированных наномате-риалов является следствием возбуждения примесных атомов водорода. Примесный водород часто присутствует в наноматериалах, полученных конденсацией нанокластеров в инертном газе и их последующим компактированием. [28]
Идея формирования наноструктуры с помощью атомно-вакан-сионного упорядочения нестехиометрических соединений впервые была реализована авторами [129] на примере нестехиомет-рического карбида ванадия. В нанокристаллических твердых телах и нанопорошках важную роль играют не только объемные ( связанные с размерами частиц), но и поверхностные ( связанные с состоянием и структурой границ раздела) эффекты [132,133], поэтому авторы [129] и последующих исследований [134,135] при изучении физико-химических свойств карбида ванадия особое внимание уделяли состоянию поверхности изучаемого вещества. [29]
Наличие микропор существенно влияет не только на электрические свойства окисла, но и на формирование наиболее активных центров границы раздела. Разумно предположить, что области вблизи микропор являются местами концентрации дефектов на границе раздела. Именно вблизи этих мест могут быть сосредоточены сложные комплексы, дающие согласно радиационной модели рекомбинацион-но активные центры. Действительно, хорошо известным фактором является способность дефектов и относительно легко диффундирующих примесей ( типа натрия, золота, водорода и др.) скапливаться вблизи зародышевых участков полупроводниковой подложки ( вблизи дислокаций, мест, содержащих локальные микронапряжения, и др.), образуя примесные атмосферы [186], сложные дефекты [23] и другие нарушения структуры границы раздела полупроводник - диэлектрик. [30]
Страницы: 1 2 3