Defekty sieci krystalicznej

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Zdjęcie z mikroskopu elektronowego defektu (a, Mo zamieniony na S) i luki (b, brakujące atomy S) w monowarstwie disiarczku molibdenu. Skala odcinka: 1 nm.[1]

Defekty sieci krystalicznej, defekty struktury krystalicznej – niedoskonałości kryształów polegające na punktowym lub warstwowym zerwaniu regularności ich sieci przestrzennej. Defekty występują praktycznie we wszystkich rzeczywistych kryształach, gdyż wynikają z natury procesu krystalizacji. Najczęściej stosowany jest podział defektów wg charakteru ich wymiaru:

  • punktowe
  • liniowe
  • powierzchniowe
  • warstwowe (objętościowe)

Defekty punktowe[edytuj | edytuj kod]

Defekty liniowe (dyslokacje)[edytuj | edytuj kod]

  • krawędziowe – poprzez wprowadzenie dodatkowej płaszczyzny między nieco rozsunięte płaszczyzny sieciowe (miarą dyslokacji jest wektor Burgersa, wyznaczony poprzez kontur Burgersa i prostopadły do linii dyslokacji krawędziowej)
  • śrubowe – powstają w wyniku przesunięcia płaszczyzn atomowych (wektor Burgersa równoległy do linii dyslokacji śrubowej)
  • mieszane – śrubowa i krawędziowa występujące w strukturach rzeczywistych

Defekty powierzchniowe[edytuj | edytuj kod]

  • granice ziaren – wąska strefa materiału,w której atomy są ułożone w sposób chaotyczny. Gdy kąt między dwoma sąsiednimi kierunkami krystalograficznymi jest większy od 15°, to granicę nazywa się szerokokątową, a jeśli mniejszy – wąskokątową.
  • granice międzyfazowe
    • koherentne – atomy granicy międzyfazowej są wspólne dla obu faz,
    • półkoherentne – część atomów granicy międzyfazowej jest wspólna dla obu faz,
    • niekoherentne – atomy granicy są w pozycjach znacznie przesuniętych względem pozycji odpowiadających węzłom sieci graniczących faz; w przypadku stopów metali występuje wtedy największe umocnienie metalu,
  • błąd ułożenia – wskutek dyslokacji krawędziowej (istnieje energia błędu ułożenia)

Defekty warstwowe[edytuj | edytuj kod]

  • uskoki sieci krystalicznej
  • nakładanie się dwóch sieci na siebie
  • rozwarstwienie.

Doskonałość kryształu[edytuj | edytuj kod]

Miarą doskonałości kryształu jest jego stopień zdefektowania mierzony liczbą defektów w stosunku do teoretycznej liczby atomów, jaką powinna zawierać sieć. Zazwyczaj zdefektowanie sieci rośnie wraz ze wzrostem temperatury. Defekty sieci krystalicznej odpowiadają za różne właściwości kryształów, między innymi półprzewodnictwo typu n lub p, barwę, luminescencję.

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. Jinhua Hong i inni, Exploring atomic defects in molybdenum disulphide monolayers, „Nature Communications”, 6, 2015, s. 6293, DOI10.1038/ncomms7293 [dostęp 2017-12-26] (ang.).