5. Типы кристалич решеток. Типы связей и кристалич. Структуры.

Кристаллические решетки классифицируют по характеру взаимодействия между частицами, различая по этому признаку атомные (ковапентные), ионные, металлические и молекулярные решетки. Каждому из этих типов решеток соот­ветствует определенный тип кристаллических твердых тел. Поэтому различают пять типов кристаллических твердых тел:

1. металлические кристаллы: они характеризуются хорошей электро- и теп­лопроводностью;

2. ионные кристаллы (МаС1); для них характерны ионная проводимость и спайность;

3. ковапентные кристаллы, например алмаз; эти кристаллы слабо электро­провод ны и характеризуются отсутствием спайности;

4. полупроводниковые кристаллы, например , Си₂0;

5. молекулярные кристаллы, они характеризуются низкими температурами плавления, а их расплавы обладают низкими температурами кипения.

Выделение полупроводниковых кристаллов в отдельный тип обусловлено, во-первых, тем, что по типу связи они занимают промежуточное положение между ионными и ковалентными кристаллами, во-вторых тем, что обладают особым ти­пом проводимости, который широко используется в технике.

При параллельном повторении элементарной ячейки в направлениях, за данных координатными осями, образуется слоистая структура, называемая пространственной или кристаллической решеткой Узел решетки- это место аде находится частица. Параллельные и равностоящие плоскости, проходящие через узлы решетки, называются плоскостями решетки. Естественные гр» ни кристалла образованы некоторыми из этих плоскостей. Каждой кристаллической системе соответствуют несколько элементарных яче­ек. Так, для кубической системы характерны следующие элементарные ячейки простая кубическая (рис. 3.3 , а) - частицы занимают положения в вершинах кубе (узлах решетки); гранецентрированная (ГЦК) - частицы располагаются в вершина* и посередине боковых граней (рис. 3.3 , б); обьемноцентрированная (ОЦК) - от; личается от простой кубической наличием частицы в центре куба (рис. 3.3 . в).

6. Реальные кристаллы.Основные типы дефектов в реальных кристаллах. Влияние дефектов.

Рассуждения о закономерностях внешней формы кристаллов базируются, как правило, на изучении идеальных многогранников. Идеальные кристалличсекие многогранники могли бы возникнуть только при в условиях, обеспечивающих равномерный рост кристалла во всех направлениях. Практика показывает, что такие условия реализуются крайне редко. Помимо главных структурных особенностей свой вклад в формирование огранки кристалла вносят:

дефекты кристаллической решетки или дефектное строение кристалла и

условия минералоообразования (Т, Р, геометрия полостей, в которых происходит рост, примеси и многие другие).

В связи с этим принято различать два понятия –

идеальный кристалл, форма которого обусловлена только кристаллической структурой и

реальный кристалл, содержащий соответствующий набор дефектов и имеющий искажения обусловленные условиями роста. В отличие от идеального кристалла, структура, которого принимается непрерывной, а состав неизменным во всем объеме, строение и состав реальных кристаллов изменяются как во времени так и в пространстве.

В каждый момент роста мы можем рассматривать поверхность кристалла как совокупность одновременно растущих граней. Эти грани образуют непрерывную оболочку – зону роста кристалла. Не путать с кристаллографическими зонами (поясами)!

Из сказанного следует, что зональное строение характерно для всех кристаллов, однако, оно не всегда различимо как на макро- так и микроскопическом уровне. Различные зоны роста могут отличаться по своим физическим свойствам – цвету, показателю преломления, дефектности.

Дефекты, дислокации, контур и вектор Бюргерса, поверхностные несовершенства

Описание Исследование дефектов кристаллической решетки представляется целесообразным с точки зрения двух позиций: для познания окружающего мира, во-первых, и для практического использования выявленных в природе и создаваемых искусственно дефектов в современной технике. Можно без преувеличения сказать, что вся современная микроэлектроника (микросхемы, полупроводниковые лазеры и т. д.) работает на дефектах и благодаря дефектам кристаллической структуры различных типов. Многие физические свойства тел определяются дефектами - это диффузия, химические реакции в твердом состоянии, электрические и оптические свойства ионных кристаллов, электронная и дырочная проводимость, прочностные и пластические свойства, процессы роста кристаллов и рекристаллизация и многие другие. В настоящее время актуальной является проблема создания кристаллов и кристаллических структур с заранее заданными свойствами, определяемыми типом дефектов. По этим причинам изучение различных типов дефектов представляется оправданным. В последние десятилетия основы теории дефектов в кристаллах, изложенные в ряде монографий (см. например [1-3]), существенных изменений не претерпели. Напротив, они нашли прямые экспериментальные подтверждения. В качестве примера можно привести прямое наблюдение методом туннельной микроскопии краевых дислокаций в кремнии, которое подтвердило модель Тейлора для нее.