10Полиморфизм, аморфные тела

Полиморфизм кристаллов — способность вещества существовать в различных кристаллических структурах, называемых полиморфными модификациями Характерен для различных классов веществ. Полиморфизм для простых веществ называют аллотропией.

Частный случай полиморфизма, характерный для соединений со слоистой структурой Такие модификации, политипы, отличаются между собой лишь порядком чередования атомных слоёв. Полиморфизм объясняется тем, что одни и те же атомы вещества могут образовывать различные устойчивые кристаллические решётки, соответствующие минимумам на поверхностиэнергии Гиббса. Стабильной модификации отвечает глобальный минимум, метастабильным — локальные минимумы. При повышении температуры более прочная кристаллическая решётка низкотемпературной модификации может характеризоваться меньшей энтропией за счёт того, что она менее восприимчива к возбуждению тепловых колебаний, поэтому другая модификация, характеризующаяся более крутой зависимостью энергии Гиббса от температуры, становится более выгодной. Ам́орфные веществ́а (тела)  - конденсированное состояние вещества, атомарная структура которых имеет ближний порядок и не имеет дальнего порядка, характерный для кристаллических структур. В отличие от кристаллов не расщепляются с образованием кристаллических граней, как правило обладают изотропией свойств, то есть не обнаруживают различных свойств в разных направлениях, не имеют определённой точки плавления: при повышении температуры аморфные тела постепенно размягчаются и выше температуры стеклования (T_g) переходят в жидкое состояние.

11зонная теория (выводы)Основной вывод электронной зонной теории твердых тел заключается в существовании зон разрешенных энергий, разделенных зонами запрещенных энергий. Решение уравнения Шредингера для периодического потенциала, связанного с бесконечной кристаллической решеткой, воспроизводит эти основные тенденции для объема кристалла. Наличие свободной поверхности приводит к прерыванию периодичности и, следовательно, изменяет краевые условия уравнения Шредингера.Для одномерной задачи потенциал можно принять в упрощенном виде, показанном на рис. 1а. В этом случае имеются два типа решений. Первый тип соответствует объемным состояниям с волновыми функциями, распространяющимися в объеме и экспоненциально затухающими в вакууме (рис. 1б). Второй тип решения соответствует поверхностным состояниям, волновые функции которых локализованы в области поверхности, затухая экспоненциально и в объеме, и в вакууме (рис. 1в).Поверхностные состояния принято разделять на состояния Шокли и состояния Тамма.Состояния Шокли возникают как решение уравнения Шредингера в рамках модели почти свободных электронов. В этом приближении электрон-электронным взаимодействием пренебрегают, а решение ищут в виде плоских волновых функций. Существование состояний Шокли обусловлено только наличием границы кристалла и не требует каких-либо отклонений от объемных параметров в приповерхностной области. Этот подход в основном применим для нормальных металлов и узкозонных полупроводников.Состояния Тамма получают при использовании модели сильной связи, в которой имеют дело с волновыми функциями, построенными из атомоподобных орбиталей. Этот подход применим для достаточно локализованных электронов. Наличие состояний Тамма предполагает значительные возмущения потенциала в области поверхности (например, из-за реконструкции поверхности или присутствия на ней ненасыщенных связей). Этот подход применим для d-электронов переходных металлов, а также для полупроводников и изоляторов.