Kristalinių gardelių defektai

Sraigtinė dislokacija atsiranda dėl dviejų atominių pusplokštumių pasislinkimo per vieną periodą vieną kitos atžvilgiu, pradedant nuo tam tikros linijos. Brūkšninė linija skiria pasislinkusią pusplokštumę nuo nepasislinkusios.

Kristalinės gardelės defektais vadiname bet kokius nukrypimus nuo tikslaus gardelę apibūdinančio periodiškumo. Defektai gali būti makroskopiniai ir mikroskopiniai. Pirmiesiems priskiriami įvairūs įtrūkimai, makroskopinės tuštumos ir pašaliniai makroskopiniai intarpai į kristalinę gardelę. Antruosius sudaro mikroskopiniai nuokrypiai nuo periodiškumo. Juos skirstome į taškinius ir linijinius, arba dislokacijas.

Taškiniai defektai.  Jų yra trys rūšys:

  • vakansijos, kai gardelės mazge nėra atomo;
  • pakeistiniai defektai, kai gardelės mazge yra kitos rūšies atomas;
  • tarpmazginiai defektai, kai atomas yra tarp mazgų, kur neturi būti jokio atomo.

Taškiniams defektams būdinga, kad jie sutrikdo kristale tik artimąją tvarką, nepažeisdami tolimosios.

Dislokacijos. Priešingai taškiniams, linijiniai defektai pažeidžia tolimąją tvarką. Dislokacijos ardo taisyklingą atominių plokštumų kaitaliojimąsi. Jos gali būti kraštinės ir sraigtinės.

Kraštinė dislokacija pasireškia kaip papildoma atominė pusplokštumė, tartum įsprausta tarp kristalo atominių plokštumų.

Plokštuminiai (dvimačiai) defektai, būna išoriniai ir vidiniai. Pirmieji susidaro todėl, kad kristalas yra baigtinio didumo ir ribojasi su kita terpe. Tuomet kristalo paviršiuje susidaro monoatominis absorbuotų pašalinių atomų sluoksnis, o taip pat oksidų sluoksniai bei kiti defektai. Vidiniai plokštuminiai defektai susidaro monokristalo viduje. Jie yra kristalo sričių, pasuktų viena į kitą mažais kampais, ribos, segnetoelektrikų ir feromagnetikų domenų ribos, kristalitų ribos.

Tūriniai (trimačiai) defektai, monokristaluose esti įtrūkimų, kiaurymių, kartais kitos fazės intarpų – visa tai yra trimačiai, t. y. erdviniai defektai. Daugiaatominiuose kristaluose, pavyzdžiui, CuF, GaAs, ZnO, tūriniai defektai gali susidaryti esant nuokrypiui nuo stecheometrinio santykio. Taip būna tada, kai vieno komponento koncentracija neatitinka junginio cheminės formulės. Tuomet kristale gali susidaryti arba trūkstamo komponento vakansijos, arba perteklinio komponento tarpmazginiai intarpai.

Defektai pakeičia kristalo mechanines savybes, šviesos sugerties ir liuminescencijos spektrus, elektrinį ir šiluminį laidumą bei kitas fizikines savybes. Taigi, kryptingai keičiant defektų rūšį ir koncentraciją, galima gauti norimų fizikinių savybių kristalus.

Tags