Cтраница 1
Ростовые дислокации в синтетических кристаллах кварца были впервые обнаружены и исследованы методами избираль-ного травления, термического декорирования, а также при оценке оптической однородности наросшего материала по теневым проекциям. Было установлено, что ростовые дислокации ориентированы почти нормально к поверхности роста. В пирамиде с они образуют расходящиеся в пределах до 25 пучки. [1]
Основная масса ростовых дислокаций берет начало на поверхностных дефектах затравки, а также наследуется от дислокаций, содержащихся в ней. Часть дислокационных пучков зарождается на посторонних включениях, захваченных кристаллом в процессе роста. [2]
В результате исследования ростовых дислокаций в синтетическом кварце методом термодекорирования были выявлены механизмы формирования однородных бездислокационных областей в природных кварцевых кристаллах. В частности, было показано, что дислокации наследуются из затравок, изменяя свое положение в наросшем слое в соответствии с принципом создания минимума свободной энергии, ориентируясь по направлениям, близким к нормам и поверхности растущей грани. Значительное их количество зарождалось также над поверхностью макроскопических примесных сегрегатов, оседающих на поверхности граней растущих кристаллов, а также в местах зарастания капиллярных и щелевидных каналов и трещин, вероятно, за счет некогерентного срастания встречных тангенциально распространяющихся микроскопических слоев, перекрывающих полости и включения посторонних твердых фаз. На основе этих наблюдений были разработаны и внедрены в промышленную практику технологические приемы получения бездислокационного оптического кварца, а также произведена целенаправленная подготовка кристаллов и препаратов для рентгенотопографических исследований. [3]
Стремление к минимальной энергии заставляет ростовые дислокации ориентироваться в направлении, близком к вектору скорости роста данной грани. [4]
Синтетические аметисты характеризуются повышенной плотностью ростовых дислокаций ( р - 105 см-2) по сравнению с кристаллами, выращенными из растворов карбоната и гидроокиси натрия, а также интенсивными дофинейскими двойникованиями. Массовое зарождение дислокаций стимулируется выпаданием на поверхность затравки в начальный период роста твердых включений, чаще всего гидроксидов железа, переносимых конвекционными потоками раствора в камеру кристаллизации из шихтовой смеси. Поскольку синтез аметиста осуществляется из сильно пересыщенных растворов ( при температурных перепадах до 20 С) на сравнительно медленно растущие затравочные пластины, в системе, особенно в длительных ( свыше 40 - 50 сут) циклах кристаллизации, зарождаются спонтанно и переносятся на ростовые поверхности микроскопические кристаллы кварца. Часть из них, закономерно прирастая к деловым кристаллам, дает начало двойниковым вросткам, которые клинообразно, в виде тригональных пирамид, обращенных вершинами к затравке, разрастаются тангенциально по мере продвижения фронта роста г-грани. В природных кристаллах аметиста двойники также пользуются большим распространением, и присутствие их в синтетических аметистах не только не снижает качество кристаллосырья, но и, наоборот, приближает его по морфологическим признакам к натуральным камням. [5]
Микродефекты не образуются в узкой приповерхностной зоне, а также вблизи ростовых дислокаций. [6]
Тангенциальный рост на поверхности пинакоида наблюдается лишь при наличии в кристалле ростовых дислокаций с винтовой компонентой вектора Бюргерса. [7]
Материалом для испытаний служили Ge и-типа марки ГЭС-40 / 1 0 с плотностью ростовых дислокаций N 1 4 - 104 см 2 и Si n - типа марки КЭФ40 с N - 2 104 см 2, а также бездислокационные Si и Ge тех же марок, выращенные по методу Чохральского. [8]
В настоящем разделе рассмотрены корреляция между рельефом поверхности пинакоида и дислокационным строением кристалла, основные источники ростовых дислокаций в пирамидах с и некоторые особенности реальной структуры кристаллов синтетического кварца. [9]
Пока можно лишь сказать, что высокая прочность пленок обусловлена отсутствием действующих источников дислокаций и ограничением перемещений ростовых дислокаций. Частично высокая прочность пленок может объясняться еще тем, что их поверхность микроскопически достаточна совершенна. По данным Билби ( 1958 г.), энергия, необходимая для зарождения дислокаций около идеальной поверхности, так высока, что процесс не будет происходить. Таким образом, хорошая поверхность будет предотвращать зарождение дислокаций в тонких пленках, где источники дислокаций не действуют. [10]
В настоящее время основная масса синтетических кристаллов пьезокварца, производимых в нашей стране и за рубежом, содержит ростовые дислокации. Тем не менее эти кристаллы находят широкое применение в радиоэлектронике, практически вытеснив природное кристаллосырье из этой области техники. [11]
Данные рентгеновской топографии показывают, что если на поверхности пинакоида присутствуют конусовидные акцессории, то кристалл обязательно содержит ростовые дислокации, причем подавляющее большинство из них расположено по границам активной акцессории с другими такими же акцессориями или с поверхностью типа булыжная мостовая, и лишь одна из них точно локализована и выходит в вершине данной акцессории роста. [12]
В настоящее время основная масса синтетических кристаллов пьезокварца, производимых в нашей стране и за рубежом, содержит ростовые дислокации. Тем не менее эти кристаллы находят широкое применение в радиоэлектронике, практически вытеснив природное кристаллосырье из этой области техники. [13]
Данные рентгеновской топографии показывают, что если на поверхности пинакоида присутствуют конусовидные акцессории, то кристалл обязательно содержит ростовые дислокации, причем подавляющее большинство из них расположено по границам активной акцессории с другими такими же акцессориями или с поверхностью типа булыжная мостовая, и лишь одна из них точно локализована и выходит в вершине данной акцессории роста. [14]
Однако эти результаты не могли быть использованы непосредственно для экономически эффективного производства бездислокационного кварца, необходимого для производства оптических деталей, так как реализация эффекта выклинивания ростовых дислокаций из пирамид нарастания граней основных ромбоэдров потребовала бы чрезвычайно длительных циклов перекристаллизации. В природных ростовых процессах фактор времени играл определяющую роль и обеспечил возможность образования уникальных по размеру и совершенству кристаллов, которые целенаправленно подбирались и использовались для подготовки первых бездислокационных затравок, необходимых для организации выпуска оптически однородных синтетических кристаллов кварца. При разращивании таких затравок в условиях, исключающих включение в наросший материал твердых включений, образуются синтетические бездислокационные кристаллы, которые могут быть использованы как товарный оптический монокристальный кварц, а также для воспроизводства бездислокационных затравок. [15]