WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

раствора. С этого момента возникает новый сегмент. Когда последФизика твердого тела, 2003, том 45, вып. 382 Л.Н. Рашкович, Е.В. Петрова, О.А. Шустин, Т.Г. Черневич укладываются на прямые (5). В ромбо-пирамидальном классе перпендикулярно грани (010) вдоль оси c проходит зеркальная плоскость симметрии, поэтому должны выполняться соотношения =, v1 = v4, v2 = v3, v1 + v3 = v2 + v4, (6) а наклоны соответствующих прямых на рис. 9 должны быть равны. Соотношения (6) выполняются достаточно точно, если учесть, что истинный угол между ориентацией сегмента и горизонтальной осью на рис. 7, зависит от того, движется измерительная игла вверх () Рис. 8. Изменение положения спирали за 4.2 s. Цифры соотили вниз (): ctg =(ctg + ctg )/2. Кроме того, при ветствуют кадрам на рис. 7.

движении иглы вниз длина второго и третьего сегментов изображается короче истинной, а первого и четвертого сегментов — длиннее. При движении иглы вверх ситуация обратная. С учетом этих поправок и нашей точности измерений было найдено = = 85, = 107, = 83, v1 = v4 = 38 nm/s, v2 = v3 = 19 nm/s, lc,1 = lc,4 = 240 nm, lc,2 = lc,3 = 180 nm.

Судя по приведенным углам, ориентация второго и третьего сегментов несколько отличается от направлений 101, для которых = 112. Ориентация первого и четвертого сегментов близка, но также отличается от 102 (для этих направлений = 73).

Главная особенность рис. 9 заключается в постоянстве dl/dt для каждого сегмента. Рассмотрим для Рис. 9. Зависимость длины сегментов ступени от времени.

примера удлинение четвертого сегмента. Он появляется, Номера кривых соответствуют номерам сегментов.

когда первый сегмент достигает критической длины, и сразу начинает удлиняться с постоянной скоростью, равной скорости роста первого сегмента. Это значит, ний достигнет своей критической длины и начнет двичто скорость первого сегмента при l1 > lc,1 не зависит гаться, скорость удлинения первого сегмента возрастет от его длины. В дальнейшем удлинение четвертого сеги будет определяться перемещением уже двух соседних мента резко ускоряется, но продолжается с постоянной с ним сегментов. Этот процесс можно записать следуюскоростью (равной v1+v3). Ускорение происходит, когда щим образом. Обозначим длину сегментов и их скорость достигает критической длины третий сегмент (и возничерез li и vi, где значения i = 1, 2, 3, 4 соответствуют кает второй); следовательно, скорость и этого сегмента нумерации сегментов на рис. 7; lc,i — критическая не зависит от его длины (при l3 > lc,3). То же самое длина, t — время. Тогда li = 0 пока li+1 < lc,i+1 и можно сказать и про другие сегменты.

li = lc,i при li-1 = 0, Если скорость сегментов не зависит от их длины, время, за которое спираль делает один оборот, складыdli/dt = vi+1, li-1 < lc,i-1, вается из суммы времен достижения каждым сегментом dli/dt = vi+1 + vi-1, li-1 > lc,i-1. (5) критической длины Отметим, что при i = 1 индекс i - 1 соответствует T = lc1/v2 + lc4/v1 + lc3/v4 + lc2/v3.

четвертому сегменту следующего витка, а при i = индекс i + 1 отвечает первому сегменту предыдущего Подставляя сюда приведенные выше значения lci и vi, витка. получим T = 33.1 s, что лишь на 7% меньше дейЗависимость длины сегментов от времени, измеренная ствительного периода вращения спирали. Для квадратпо изображениям ступени (см. рис. 7), приведена на ной спирали расстояние между витками равнялось бы рис. 9. Эти данные характеризуют образование одного = 4lc; в нашем же случае i = Tvi и различается витка и начало формирования следующего. Время обо- в 2 раза для первого, четвертого и второго, третьего сегрота спирали равно T = 36 ± 1s. ментов. Это соответствует измеренным по рис. 7 велиИз рис. 9 видно, что в пределах нашей точности изме- чинам 2,3 680 nm (= 35.6s · 19 nm/s) и 4 1350 nm рений (±20 nm) все экспериментальные точки хорошо (= 35.6s · 38 nm/s).

Физика твердого тела, 2003, том 45, вып. Формирование дислокационной спирали на грани (010) кристалла бифталата калия Сопоставим факты с выражениями (1) и (2). Пусть Список литературы l/lcc = 1.5, что примерно имеет место через 4.2 s после [1] W.K. Burton, N. Cabrera, F.C. Frank. Phil. Trans. R. Soc. Lond.

достижения сегментами критической длины (рис. 8).

A 243, 299 (1951).

Тогда из (1) получаем V /V = 0.33. Теперь примем, [2] N. Cabrera, M.M. Levine. Phil. Mag. Ser. 8 1, 5, 450 (1956).

что при l/lc = 1.5 в согласии с опытом V /V 0.95, [3] E. Budevski, G. Staikov, V.J. Bostanov. J. Cryst. Growth 29, 3, и найдем из (2) величину A = 0.813. Зная A, можно 316 (1975).

определить поверхностную энергию = kT h/2 A.

[4] A.A. Chernov, L.N. Rashkovich. J. Cryst. Growth 84, 3, Считая объем строительной единицы равным объему (1987).

элементарной ячейки = 0.861 · 10-21 cm3 и полагая [5] Г.Т. Аванесян. Кристаллография 33, 6, 1492 (1988).

расстояние между рядами строительных единиц вдоль [6] А.С. Михайлов, Л.Н. Рашкович, В.В. Ржевский, А.А. Чернаправления [101] h = 0.537 · 10-7 cm, при T = 300 K нов. Кристаллография 34, 2, 439 (1989).

(k = 1.38 · 10-16 erg/K) получим = 4erg/cm2. Если же [7] J.J. De Yoreo, T.A. Land, L.N. Rashkovich, T.A. Onischenko, J.D. Lee, O.V. Monovskii, N.P. Zaitseva. J. Cryst. Growth 182, строительной единицей является молекула, то будет 3–4, 442 (1997).

в 4 раза меньше, а h в 2 раза меньше и = 8erg/cm2.

[8] В.В. Воронков. Кристаллография 18, 1, 32 (1973).

Оба значения принято считать минимально возможны[9] H.H. Teng, P.M. Dove, Ch.A. Orme, J.J. De Yoreo. Science ми для границы раздела с раствором низкомолекулярных 282, 724 (1998).

кристаллов. Если же поверхностная энергия больше [10] S.H. Higgins, D. Bosbach, C.M. Eggleston, K.G. Knauss. J.

этих величин, то A будет еще меньше и V /V еще ближе Phys. Chem. B 104, 30, 6978 (2000).

к единице.

[11] В.В. Воронков. Кристаллография 15, 1, 13 (1970).

Таким образом, опыт подтверждает уравнение (2).

[12] Л.Н. Рашкович, Н.В. Гвоздев, М.И. Сильникова, Отметим здесь, что вывод (2) основан на том, что И.В. Яминский, А.А. Чернов. Кристаллография 46, при большой плотности изломов сегмент критической 5, 934 (2001).

длины имеет равновесную форму и представляют собой [13] Л.Н. Рашкович, Н.В. Гвоздев, М.И. Сильникова, А.А. Чернов. Кристаллография 47, в печати (2002).

искривленную линию. От равновесной формы откло[14] Л.М. Беляев, Г.С. Беликова, А.Б. Гильварг, И.М. Сильвеняется только малый центральный участок сегмента строва. Кристаллография 14, 6, 645 (1969).

с низкими индексами Миллера. При удлинении сегмента [15] M.H.J. Hottenhuis, C.B. Lucasius. J. Cryst. Growth 94, 3, этот участок имеет наименьшую кривизну и определяет (1989).

скорость. Длина центрального участка растет значитель[16] P. Murugakoothan, R.M. Kumar, P.M. Ushasree, R. Jayavel, но быстрее длины сегмента, поэтому скорость быстро R. Dhanasekaran, P. Ramasamy. J. Cryst. Growth 207, 4, достигает максимального значения [8]. Из рис. 7 и (1999).

хорошо видно, что, как и предсказывает теория, сегмент [17] W.J.P. van Enckevort, L.A.M.J. Jetten. J. Cryst. Growth 60, 2, критической длины действительно представляет собой 275 (1982).

закругленную линию, закруглены и углы между смеж- [18] L.A.M.J. Jetten, B. van der Hoek, W.J.P. van Enckevort. J.

ными сегментами. Cryst. Growth 62, 3, 603 (1983).

[19] M.H.J. Hottenhuis, C.B. Lucasius. J. Cryst. Growth 91, 4, Отметим два основных результата настоящей работы.

(1988).

1) Экспериментально показано, что в случае полиго[20] G.R. Ester, R. Price, P.J. Halfpenny. J. Cryst. Growth 182, 1, нальной дислокационной спирали, когда плотность изло95 (1997).

мов на ступени велика, зависимость скорости сегментов [21] G.R. Ester, P.J. Halfpenny. J. Cryst. Growth 187, 1, ступеней от их длины не подчиняется формуле Гиббса– (1998).

Томсона (1), а определяется полученным Воронковым [22] R. Price, G.R. Ester, P.J. Halfpenny. Proc. R. Soc. Lond. A соотношением (2). Этот вывод требует пересмотра сло456, 4117 (1999).

жившихся представлений не только о связи расстоя[23] G.R. Ester, R. Price, P.J. Halfpenny. J. Phys. D: Appl. Phys.

ния между витками спирали с поверхностной энергией 32, 10, A128 (1999).

и пересыщением, но и о взаимодействии ступени с ча- [24] F.C. Frank. Acta Cryst. 4, 6, 497 (1951).

[25] V.V. Voronkov. In: Crystal. Growth, Properties and стоколом адсорбированных на поверхности кристалла Application. Vol. 9 / Ed. A.A. Chernov, H. Muller-Krumbhaar.

примесных стопоров.

Springer-Verlag, Berlin–Heidelberg–N.Y. (1983). P. 7.

2) БФК — четвертый кристалл, на котором изучены [26] Л.Н. Рашкович, О.А. Шустин, Т.Г. Черневич. ФТТ 42, 10, флуктуации скорости ступеней. Показано, что они нарас1869 (2000).

тают пропорционально корню четвертой степени из вре[27] L.N. Rashkovich, T.G. Chernevich, N.V. Gvozdev, O.A. Shusмени. Исследование флуктуаций позволяет определить tin, I.V. Yaminsky. Surf. Sci. Lett. 492, 1–2, L717 (2001).

феноменологические и микроскопические характеристики процесса кристаллизации. Препятствием является отсутствие информации о том, что представляет собой строительная единица кристалла.

Физика твердого тела, 2003, том 45, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.