Қатты денелер физикасы
жүктеу/скачать 26,78 Mb.
|
1.26 – сурет Қоспалар табиғатына байланысты кристалда еріген күйде немесе қандай да бір атомның жанына орналасқан күйде кездеседі. Еру процесі деп қоспа атомдарының кристалл атомдары арасында орналасуы немесе тор түйіндеріндегі атомдарды алмастыру деп түсіну керек. Бірінші жағдайда қатты ерітінді енгізу ерітіндісі деп (1.26 а –сурет), ал екінші жағдайда орын ауыстыру ерітіндісі (1.26 в- сурет) деп аталады. Бөтен атомдар өздерінің физикалық табиғаты жағынан негізгі кристалл атомдарынан өлшемдері жағынан өзгеше, олардың болуы кристалл торының ығысуын тудырады. Қоспалар қатты денелердің химиялық, оптикалық, магниттік және механикалық қасиеттеріне елеулі әсер етеді. Абсолют нөлде де жойылмайтын, электрлік кедергіне тудыратын ток тасушыларды шашырататын эффективті орталық болып табылады. Жартылай өткізгішті кристалдарда қоспалар жаңа энергетикалық деңгейлер тудырады және ол қоспалық өткізгіштіктің пайда болуына алып келеді. Есептеулер көрсеткендей, өте таза кремнийдің меншікті кедергісі  болуы керек; ондағы активті қоспалар  болғанда меншікті кедергі бірге дейін азаяды. Техникалық таза германийді өте ұзақ уақыт бойы металл деп келдік, себебі оның меншікті кедергісі металдардың меншікті кедергісіне жуық. Тек өте терең тазалау, яғни ондағы қоспалар үлесін  жеткізу арқылы ғана ол кәдімгі жартылай өткізгіш болды.
Қатты денелердің кейбір қызықты қасиеттері өте таза металдарды зерттеу барысында алынды. Мысалы, темірді жеткілікті дәрежеге дейін тазалағанда ол химиялық инерттілікке, тропикалық ылғалдылықтың өзінде де таттанбайтын қасиетке ие болды. Өте сынғыш келетін титан, хром, висмут, вольфрам, молибдендерді қоспалардан  дейін тазалағанда өте төменгі температураға дейін суытқанның өзінде де иілгіш, жұмсақтық қасиетке ие, жұмсақтығы сондай - оны қамыр сияқты илеуге болады.
Заттарды кептіргенде, яғни ылғалды өте аз мөлшерде қалдырғанда олардың қасиеттерінің де күшті өзгерістерге ұшырайтыны тәжірибелер жүзінде алынып, таң қалдырды. Мысалы, кептірілген қопарғыш газ жоғары температурада жарылмайды, көміртек окисі оттегіде жанбайды, күкірт қышқылы сілтілік металдармен өзара әсерлеспейді және т.б. Ағылшын химигі Бейкер өте тазартылған 11 затты фосфор ангидридімен (ылғалды бойына күшті сіңіретін зат) қоса жеке-жеке шыны түтіктерге салып, дәнекерлеп тастады. Түтіктерді 9 жылдан кейін ылғал түспейтіндей жағдайда ашты. Нәтиже таң қаларлық болды: барлық заттардың қайнау нүктесі бірден жоғарылады. Мысалы, бензолдың қайнау температурасы кестелік мәннен 26°С, этил спиртінікі 60° С, бромдікі 59° С, ал сынаптікі жуық шамамен 100° С көтерілді. Кейіннен жасалған зерттеулер осы нәтижелерді растады. Өте құрғақ заттардың тек қайнау температурасы ғана емес, сонымен қоса балқу температурасы мен басқа қасиеттері де өзгереді. Өте таза заттарды алу жолындағы жеткен жетістіктерге қарамай, олардың тазалану дәрежесін арттыруға қойылатын талаптар да күннен-күнге өсіп келеді. Таяу болашақта құрамындағы қоспалар үлесі  болатын материалдар жасау қажет болады.
Бұл ең алдымен термоядролық синтез қондырғыларында, микроэлектроникада және басқа да өндіріс орындарында қолданылатын материалдарға қатысты. Мұндай материалдарды алу ғана қиын емес, сол алынған материалдардың тазалық дәрежесін сақтау да өте қиын, әсіресе олар қолданар алдында қандай да бір өңдеуден өтетін болса. Осындай заттармен жұмыс жасаған кезде қателікке қалай тез ұшырауға болатынын көрсету үшін белгілі неміс физигі Гейзенберг айтқан жағдайды ұсынып отырмыз. Масс-спектрометрдегі нысананы нейтрондар ағынымен атқылаған кезде алтын ядроларының пайда болғаны тіркелген. Тәжірибе жасаушы алтын көзілдірігін шешкен кезде, бұл эффект жоғалып кеткен. жүктеу/скачать 26,78 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|