Қатты денелер физикасы
Френкель бойынша дефектілер
жүктеу/скачать 26,78 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Шоттки бойынша дефектілер.
Френкель бойынша дефектілер. Қатты денелер атомдары арасындағы энергияның таралуы газдар мен сұйықтардың молекулалары арасындағы сияқты біркелкі емес. Кез-келген температурада кристалда атомдар бар, олардың энергиялары еркіндік дәреже бойынша біркелкі таралу заңымен анықталатын энергияның орташа мәніне қарағанда бірнеше есе үлкен. Осы мезгілде жеткілікті жоғары энергияға ие атомдар тепе-теңдік маңынан біршама алыстап кетуімен қоса, көршілес атомдар құрған потенциалық тосқауылдан өтіп, жаңа ортаға, басқа ұяшыққа өтіп кетуі мүмкін. Мұндай атомдар өздерінің кристалдық тор түйіндеріндегі орындарын тастап (буланып), түйіндер арасындағы аралықта орналасу мүмкіндігіне ие болады (1.25 а-сурет). Бұл процесс ваканттық түйіндер (вакансия) және түйіндер арасында атомдардың (дислоцирленген атом) пайда болуына алып келеді. Осындай типті торлар Френкель бойынша дефектілер деп аталады. Есептеулер көрсеткендей берілген температурадағы енген атомдар саны мына қатынаспен анықталады:  (1.18)
мұндағы  - ену пайда болуға қажетті энергия, өлшем бірлігі –электронвольт. N — берілген көлемдегі тор түйіндерінің саны; А – бүтін сан (әдетте 1-ге жуық), ол бірлік атомдық торға сәйкес келетін бірдей түйіндердің санын анықтайды.
Түйіндер арасындағы атомдар, сонымен бірге вакансиялар бір орында орналасып қалмайды, олар торда диффузияланады. Дислокацияланған атомдардың диффузиясы оның бір түйіндер арасындағы аралықтан екінші аралыққа өтуі, ал вакансияның диффузиясы оны эстафеталық жолмен тізбектей көршілес атомдармен толтырылуы арқылы іске асады (1.25 а-сурет). 1 атомның ваканттық орнына 2-ші атом ауысқанда вакансия 2 түйінге, 3 атом бос 2 түйінге орынға ауысқанда, вакансия 3 түйінге орын ауыстырады және т.б.. Шоттки бойынша дефектілер. Кристалда ішкі буланулармен қоса, кристалл бетіне шығып атомдардың толық және жартылай буланулары да болады. Толық буланғанда атом кристалл бетінен шығып кетіп, буға айналады (1.25 б-сурет). Жартылай буланғанда атом беттік қабаттың үстіңгі жағында орналасады (1.25 в-сурет). Екі жағдайда да, кристалдың беттік қабатында вакансия пайда болады. Вакансияны тереңірек орналасқан атом басқанда, ол кристалл ішіне қарай тартылады және оның көлемінде диффузияланады. Бұл вакансияға дислоцияланған атомдарды қатар қоюға болмайды, себебі олардың пайда болуы бір мезгілде түйіндер арасындағы атомдардың орналасуын тудырмайды. Осындай вакансиялар Шоттки бойынша дефектілер деп аталады. Есептеулер  түйіні бар кристалда вакансиялардың тепе-тең саны мынаған тең екендігін көрсетті:
жүктеу/скачать 26,78 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|