
- •Лекция 1
- •Лекция 2
- •Отражение
- •Вращение
- •Инверсия
- •Отражение-вращение
- •Вращение-инверсия
- •Взаимодействие элементов симметрии (теоремы сложения).
- •Теорема №1
- •Обратная теорема
- •Виды симметрии кристаллов.
- •Виды симметрии кристаллов, обладающих единичным направлением.
- •Виды симметрии кристаллов без единичных направлений.
- •Лекция 4 Характеристика сингоний.
- •Обозначение плоскостей и направлений в кубических кристаллах.
- •Порядок нахождения индексов плоскостей.
- •Аспекты эквивалентности плоскостей.
- •Индексы направлений.
- •Алгоритм определения индексов направлений.
- •Определение кристаллографических индексов гексагональных кристаллов.
- •Индексы направлений
- •Лекция 5 Формулы геометрической кристаллографии.
- •Кристаллографические проекции.
- •I. Сферические координаты.
- •II. Стереографические проекции.
- •IV. Гномонические проекции.
- •Лекция 6 Решетки Бравэ
- •Теорема.
- •Симметрия внутреннего строения.
- •Плоскость скользящего отражения.
- •Винтовые оси
- •Тетрагональные кристаллы
- •Понятие о пространственной системе точек
- •Правила записи символа пространственной группы.
- •Распределение пространственных групп по классам симметрии, сингониям и категориям.
- •Лекция 8 Основы кристаллохимии.
- •Объемные характеристики кристаллического материала
- •Факторы, влияющие на кристаллическую структуру
- •Понятие о плотнейших упаковках
- •Лекция 9
- •Типичные структуры материалов используемых в микроэлектронике.
- •Структурный тип магния.
- •Основные кристаллохимические характеристики
- •Полупроводниковые соединения
- •Основные кристаллохимические характеристики
- •Лекция 11
- •Структурный тип поваренной соли (NaCl).
- •Структура цезий хлор (СsCl).
- •Структурный тип халькопирита (CuFeS2)
- •Лекция 12 Структурный тип перовскита
- •Кристаллическая структура SiO2.
- •Кристаллическая структура Al2o3.
- •Лекция 13 Полиморфизм, изоморфизм и политипия.
- •Неустойчивая устойчивая
- •Классификация полиморфных модификаций по Бюргеру
- •Классификация изоструктурных соединений пр Гримму.
- •Лекция 14 Кристаллофизика
- •Предельные группы симметрии (группы Кюри)
- •Принцип суперпозиции Кюри
- •Указательная поверхность
- •Системы координат
- •Лекция 15 Скалярные и векторные свойства кристаллов.
- •Физические свойства кристаллов, описываемых тензором второго ранга.
- •Геометрические свойства указательной поверхности.
- •Лекция 16 Оптические свойства кристаллов Двупреломление лучей
- •Дефекты в кристаллических материалах
- •Точечные дефекты
- •Межузельный атом
- •Примесные атомы
- •Комплексы точечных дефектов
- •Лекция 17
- •Дефект Френкеля (сложный).
- •Механизм Шотке или образование тепловых вакансий (при нагревании).
- •Термодинамика точечных дефектов.
- •Линейные дефекты.
- •Понятие о векторе Бюргерса.
- •Лекция 18
- •Взаимодействие дислокаций между собой
- •Метод селективного травления
- •Лекция 19
- •Методика прогнозирования формы ямки травления.
- •Двумерные дефекты (поверхностные).
- •Модели, объясняющие высокоугловые границы.
- •Дефекты упаковки (ду).
Какую работу нужно написать?
Дефект Френкеля (сложный).
Т
2
ВГЦК:
Вакансия
1 + межузельный атом 2
1
Образуется дефект при облучении частицами высокой энергии; происходит выбивание атома, и он занимает межузельную позицию.
Механизм Шотке или образование тепловых вакансий (при нагревании).
Происходит растворение кристалла
вглубь (растворяется в пустоту).
При нагревании атомы колеблются и
уходят с поверхности кристалла в
адсорбционный слой.
Источниками этих тепловых вакансий являются объемные разрушения в кристалле (трещены, пустоты, поверхностные границы).
Аннилигация– точечные дефекты взаимодействуют между собой и уничтожают друг друга.
Термодинамика точечных дефектов.
Вакансии и внедренные атомы (межузелья) присутствуют во всех кристаллах.
N –число узлов в решетки;
n – число вакансий;
Ev – энергия образования одной вакансии.
Образование точечного дефекта влечет повышение энергии кристалла.
F = U – TS S = KlnW,
где W- число микросостояний, соответствующее данному макросостоянию.
Число образующихся конфигураций определяется: (N +n)!/n!N!
Изменение
свободной энергии зависит
от энергии одной вакансии и числа
вакансий: E= U – T S.
Изменение энтропии определяется числом возможных конфигураций: S=Kln(N+n)!/N!n!
Если N>>n, то равновесная концентрация вакансийn/N=exp(-Ev/kT), т. е. имеем уравнение Больцмона.
Все, описанное выше относится и к межузельным вакансиям.
Число вакансий зависит от температуры.
Для Cu:Ev=1,1 эВ.
При Т=300К, n/N=10-10
При повышении температуры равновесная концентрация увеличивается.
При Т=700К, n/N=10-8
При Т=1350К, n/N=10-4
Из приведенных значений следует, что равновесная концентрация зависит от температуры.
Межузельные атомы могут перемещаться по кристаллу двумя путями:
путем «протискивания»;
путем «проталкивания».
1
1
2
A B
3
4смещение
2 (100)– NaCl
Линейные дефекты.
Дислокация – это линейное несовершенство, образующее внутри кристалла границу зоны сдвига или, это нарушение правильности структуры вдоль некоторой линии, которая не может оборваться внутри кристалла.
В 1934 году Полями и Тейлор ввели понятие дислокации и объяснили механизм смещения.
Виды дислокаций.
Краевые;
Винтовые;
Смешанные.
Краевые дислокации. Наиболее простой способ образования дислокаций в кристаллах – сдвиг.
Верхняя часть кристалла сдвинулась относительно нижней на одно межатомное расстояние.
Разрезаем кристалл параллельно плоскости чертежа и рассматриваем ПК и плоскость (100).
Область
сжатия n
плоскость растяжения
А
D
плоскость
растяжения
Следовательно, дислокация – линейный дефект. Область искажения кристаллической решетки вблизи экстраплоскости – ядро дислокации.
AD– ось дислокации.
Экстраплоскость действует как клин, изгибая кристаллическую решетку.
- положительная краевая дислокация – положение центра ядра;
о
трицательная краевая дислокация.
Различие
междуи чисто
условное.
В
В
интовая дислокация. (Бюргерс в 1939 году)
Делаем надрез и сместим правую часть
о А
н С D
В
А
BC
- ось винтовой дислокации.
Величина смещения уменьшается
от А к В.
С
D
Существуют правовинтовые и левовинтовые дислокации.
Отличие винтовых от краевых дислокаций:
Краевая дислокация в определении кристаллографической плоскости может быть образована сдвигом только по этой плоскости. Винтовая дислокация может образовываться при сдвиге по любой кристаллографической плоскости, содержащую линию дислокации.
Винтовая дислокация не определяет однозначно плоскость сдвига.
Смешанные дислокации. Имеют вид замкнутых петлей.