- •1.Бөлім. Идеал кристалдардың геометриясы
- •Монокристалдар. Поликристалдар
- •1.2. Кристалдың трансляциялық симметриясы. Негізгі векторлар
- •1.3. Нүктелік симметрияның элементтері және түрленуі
- •1.4.Бөлім. Топтар теориясы. Топтарды анықтау
- •1.5. Симметрия топтарына мысалдар
- •1.6. Кристалдың кеңістікті симметриясы
- •1.7. Кристалографиялық индицирлеу әдісі. Бүтін сандар заңы.
- •1.8. Қарапайым кристалдық құрылымдар
- •1.9. Кері тор. Кері тордың қасиеттері. Бриллюэн зонасы. Вигнер-Зейтц ұяшығы. Кері тор.
- •1.10. Бриллюэн зонасы
- •2. Бөлім. Толқындардың конденсирленген ортамен әсерлесуі
- •2.1. Кристалдардың құрылымын зерттеу үшін қолданылатын электромагнитті толқындар
- •2.2. Кристалдық торға түсетін рентгендік сәулелердің дифракциясы
- •2.3. Лауэ теңдеуі. Эвальдо түзілімі
- •2.4. Шашыраған (дифракцияланған) толқын амплитудасы үшін Лауэ теңдеуі
- •3.Бөлім. Кристалдардағы ақаулар
- •3.1. Нүктелік ақаулар
- •3.2. Сызықтық ақаулар
- •3.3. Беттік және көлемдік ақаулар
- •4. Бөлім. Байланыс типі бойынша қатты денелердің классификациясы
- •4.1. Конденсирленген күйдегі молекулалар және атомдар арасындағы әсерлесу күштерінің типтері. Байланыс энергиясы.
- •4.2. Инертті газ кристалдары
- •4.3. Ионды кристалдар
- •5. Бөлім. Қатты денелердің жылулық қасиеттері. Кристалдық тордың тербелісі.
- •5.1. Дюлонг-Пти заңы. Фонон.
- •5.2. Фонондарды тәжірибелік зерттеудің әдістері
- •5.3. Кристалдық тордағы атомдардың тербелісі
- •5.4. Кристалдардың жылусыйымдылығы
- •6. Бөлім. Қатты денелердің электрлік қасиеттері
- •6.1. Қатты денелердегі электрондық күйлер
- •6.2. Диэлектриктер, жартылай өткізгіштер және өткізгіштер
- •6.3. Өткізгіштің электр өтімділігі
- •6.4. Жартылай өткізгіштің электр өтімділігі
- •7. Бөлім. Қатты денелердің механикалық, оптикалық және магниттік қасиеттері
- •7.1. Физикалық тензорлар
- •7.2. Гук заңы. Серпімді модульдердің тензоры
- •7.3. Кубты кристалдар үшін серпімді тұрақтыларды есептеу
- •7.4. Кубты кристалдардағы серпімді толқындар
- •8.Бөлім. Кристалл емес қатты денелер. Сұйық кристаллдар
- •8.2. Аморф заттардың қасиеттері
- •8.3. Аморф жартылай өткізгіштер
- •8.4.Заттың сұйық күйі. Сұйықтардың қасиеттері. Сұйық кристаллдар
- •8.2 Сурет - Сұйықтың аз көлемінің тамшыға айналу (а) және жұғатын (б) және жұқпайтын (в) беттермен мениск жасау қасиеті.
- •8.3 Сурет - Смектикалық типті сұйық кристаллдың
- •8.4 Сурет - Нематикалық типті сұйық кристаллдың құрылысы
- •8.5 Сурет - Холестерикалық типті сұйық кристаллдың құрылысы
- •9. Наноматериалдар
- •9.1 Наноматериалдарды жіктеу негіздері және құрылымдарының типтері
- •9.1 Сурет - Наноматериалдар ұғымының терминологиялық тәсілдері
- •9.2. Наноматериалдар қасиеттерінің ерекшеліктері
- •9.3 Фуллерендер, фуллериттер, нанотүтіктер
- •9.4 Сурет - Фуллерен молекулалар: а) c60, б) c70,
- •9.4. Кванттық шұңқырлар, кванттық өткізгіштер, кванттық нүктелер
- •Қазіргі уақытта наноматериалдар мен нанотехнологияларды қолданатын негізгі салалар
- •9.8 Сурет - Наноматериалдарды қолдану мысалдары
- •9.9 Сурет - Fe0,3Co0,7 құймасынан диаметрі 50 нм наноөткізгіштер: а) наноөткізгішті төсеніштің жоғарыдан көрінісі, б) өткізгіштердің түрі.
- •Атомдық жазықтықтардың дұрыс кезектесуінің бұзылуын сипаттайтын кристалдық тордың сызықтық ақауы.
- •Әдебиеттер тізімі
- •Мазмұны
8.Бөлім. Кристалл емес қатты денелер. Сұйық кристаллдар
8.1. Заттардың аморфтық күйі .
Бұл күйде жүйенің құрылымы ретсіз. Сұйықтар секілді мұнда молекулалардың тербелмелі және айналмалы қозғалыстары сақталатындықтан тек «жақын реттілік» сақталады. Сондықтан заттар аморф күйде аса салқындатылған сұйықтар деп аталады. Неғұрлым кең таралған аморф заттар- бұлар әйнек, шайыр, полимерлер, бейорганикалық тұздар, кейбір қарапайым заттар- бейметалдар. Аморф жүйелер көбінесе әйнек тәріздес деп аталады.
Заттың аморф (грекшеден «amorfos»- пішінсіз ) күйінің негізгі белгісі– атомдық немесе молекулалық тордың болмауы, яғни кристаллдық күйге тән үш өлшемді периодты құрылымының болмауы болып табылады.
Аморф қатты заттардың үлгілері:
а) жай – селен Se, кремний Si, фосфор Pn, мышьяк As, күкірт S6, көміртегі C12, кейбір металдардың қатайған құймалары (А, айырықша жағдайларда алынған: күрт салқындату, өте жоғары қысым);
б) оксидтер – B2O3, SiO2, P2O5,GeO2;
в) тұздар – MeSO4,MeCO3,MeCl;
г) органикалық полимерлер – табиғатта белгілі және синтетикалық (олар тек аморф күйде ғана бола алады).
8.2. Аморф заттардың қасиеттері
1. Заттардың аморф күйі сыртқы факторларға байланысты әдетте орнықсыз, тепе теңсіз, неғұрлым орнықты сүйық немесе кристаллдық күйге өтуге қабілетті болады : Сұйық← Аморфты фаза → Кристалл.
2. Аморф заттар аномалді жоғары тұтқыр, бірақ бәріміз әйнектердің « ағатынын» білеміз ( терезе жақтауларында жыл өте келе жуандаған жерлер пайда болады). Бірақ жоғары орнықтылықтың да мысалдары (мысалы, янтарь өзінің қасиеттерін милондаған жылдар сақтайды) бар.
3. Аморф күйде заттар кристалл заттарға қарағанда неғұрлым жоғары реакциялық қабілеттілікке ие.
4. Аморф заттар изотропты, яғни олардың механикалық, оптикалық, электрлік және басқа қасиеттері барлық бағытта бірдей.
5. Аморф күйде жүйелердің бөлшектер арасындағы химиялық байланыстары біркелкі болмайтындықтан фиксирленген балқу температурасы болмайды: қыздыру барысында олар біртіндеп жұмсарады және балқиды. Бұл процестердің температуралық интервалы силикатты әйнектер үшін мысалы 2000C құрайды.
6. Заттың аморф күйден сұйық күйге өту қасиеттердің секірмелі түрде өзгерістерімен бірге жүрмейді, себебі бөлшектердің орналасу сипаты өзгермейді, тек олардың қозғалғыштығы артады.
7. Аморф күйдің физикалық моделі әлі жасалған жоқ.
8.3. Аморф жартылай өткізгіштер
Бұлар қатты аморф күйде жартылай өткізгіштер қасиеттеріне ие заттар. Олар 3 топқа бөлінеді: ковалентті (аморфты Ge және Si, InSb, GaAs және т.б.), халькогенидті әйнектер (мысалы, As31Ge30Se21Te18), оксидті әйнектер (мысалы, V2O5 - P2O5) және диэлектрик жабындылар (SiOx, Al2O3, Si3N4 және т.б.).
Аморф жартылай өткізгіштің энергетикалық спектрі кристалл жартылай өткізгіштен тыйым салынған аймаққа енетін электрондық күйлер тығызыдығының «құйрықтарының» болуымен ерекшеленеді. Теориялардың бірінде, аморфты жартылайөткізгіштерді өткізігішітік аймағының «түбі» мен валенттік аймақтың «төбесі» флуктуацияланатын, және бұл ірі масштабты флуктуациялар тыйым салынған аймақтың еніндей болатын күшті легирленген және күшті компенсацияланған жартылай өткізгіш деп қарастыруға болады. Өткізгіштік аймақтағы электрондар (және валенттік аймақтағы кемтіктер) потенциалдық релеф шұңқырларында орналасқан және биік тосқауылдармен бөлінген « тамшылар» жүйесіне бөлінеді. Аморфты жартылай өткізгіштегі электр өткізгіштік өте төменгі температураларда секірмелі өткізгіштікке аналогиялы шұңқырлардың арасындағы электрондардың тосқауыл алдындағы туннелденуімен іске асады. Неғұрлым жоғары температураларда электр өткізгіштік тасымалдаушылардың жоғары энергетикалық деңгейлерге жылулық «лақтырылуына» негізделген.
Аморф жартылай өткізгіштер әртүрлі практикалық мақсаттарда қолданылады. Халькогенидті әйнектер инфрақызыл сәуленің мөлдірлігінің, жоғары кедергі және жоғары фотосезгіштікке сай беруші теледидар түтіктерінде, сонымен қатар голограммалар жазуда қолданылады. Диэлектрик пленкалар МДП құрылымдарында қолданылады (металл- диэлектрик - жартылайөткізгіш). Металл – аморф жартылай өткізгіш пленкасы- металл жүйесінде жеткілікті жоғары кернеуде (табалдырықтан жоғары) аморфты жартылай өткізгішітің жоғары омды күйден төменгі омды күйге жылдам (10-10 с.) ауысуы байқалады. Жеке алғанда кернеуді алғаннан кейін де жоғары өткізгіштік күй сақталатын « жадпен» ауысу да орын алады (жад әдетте күшті және қысқа ток импульсімен «өшіріледі»). Жадты жүйелерде төменгі омды күй аморф жартылай өткізгіштің ішінара кристалдануына байланысты.