1.9.3. Поверхневі та об’ємні дефекти

Вільні поверхні. Кристалічна ґратка, за означенням, нескінчена, а тому й ідеальний кристал – безмежний. Довільний атом, що знаходиться у ньому, знаходиться під врівноваженою дією сил з боку інших атомів цього кристалу. Реальні кристали мають скінчені розміри. Вони обмежені зовнішніми поверхнями, наявність яких уже є порушенням трансляційної симетрії. Тому їх вважають дефектом кристалічної ґратки під назвою вільна поверхня.

Атом, розташований на поверхні кристалу, знаходиться у інших умовах, ніж атоми внутрішніх шарів, оскільки його “сусіди” розміщені тільки по один бік цієї поверхні. Це приводить до спотворення типу упаковки поверхневих атомів – зміни відстаней між ними (порівняно з тим, що має місце всередині кристала). При цьому можуть порушуватись і змінюватись на специфічні зв’язки, характерні для об’єму кристала.

Межі розділу. Реальні кристали часто не є монокристалами, а мають мозаїчну структуру, тобто складаються з блоків правильної структури. Розміри блоків – 10^-6 ... 10^-4 см, значення кутів між їх осями – від декількох секунд, до декількох хвилин. Оскільки ґратки у сусідніх блоках орієнтовані по-різному, то у перехідних областях виникають дислокації. Межі розділу блоків є носіями надлишкової вільної енергії. Це обумовлює підвищену швидкість протікання хімічних реакцій, поліморфних (із зміною типу кристалічної ґратки) перетворень, дифузії і т. п. Вони є ефективними центрами розсіяння вільних носіїв струму, а, отже, впливають на електропровідність матеріалу.

Дефекти упаковки. Довільне відхилення від нормальної, притаманної даному типу кристалу послідовності у розташуванні атомних площин (наприклад, замість нормальної послідовності атомних площин АВСАВСАВСА, внаслідок якоїсь причини можлива наступна їх упаковка – АВСАСАВСАВ), також є спотворенням ґратки яке називається дефектом упаковки.

Об’ємні дефекти. Під цією назвою об’єднуються різного роду порожнини всередині кристалу, виділення мікроутворень, включення і т.п.