Монокристаллы, эксперименты с ними

Нитевидные кристаллы или очень тонкие монокристаллы игольчатой формы могут быть образованы чистыми металлами. Первыми из таких кристаллов, которые подверглись тщательному исследованию, были нитевидные кристаллы олова и кадмия. Они возникали на защитных пленках олова и кадмия, нанесенных на сталь. Из-за их роста возникало короткое замыкание, выходили из строя электронные приборы, использовавшиеся в армиях США и Англии в период второй мировой войны. После войны стали, исследовать причины их возникновения и их свойства. Определили, что прочность их приближалась к теоретической благодаря весьма совершенной структуре. После сообщения об этом в журнале Американского физического общества в 1952 году многие фирмы и университеты начали интенсивные и широкие эксперименты по изучению условий образования и особенностей строения нитевидных кристаллов, или усов , как их стали называть. [c.64]

Для достижения различных целей используется много других экспериментальных устройств. Концентрационная поляризация даже при низких плотностях тока может иметь большое значение. Чтобы свести ее к минимуму, при проведении поляризационных экспериментов часто используют вращающиеся цилиндрические электроды. Этот способ, по-видимому, лучше, чем, например, механическое перемешивание раствора, поскольку он обеспечивает хорошую воспроизводимость условий опыта. Для некоторых работ необходимы монокристаллы. Многие металлические монокристаллы. [c.125]

В случае рентгеновских лучей периоды осцилляции интенсивности порядка сотен микрометров. Измерения можно проводить на малоугловых клиньях, вырезанных из почти совершенных кристаллов, с помощью метода рентгеновской топографии, проиллюстрированного на фиг. 9.8 [249]. Однако в случае рентгеновских лучей большую точность, надежность и удобство обеспечивает секционная топография (гл. 9). Обзор экспериментов такого типа дал Като [252]. Он установил, что точность определения абсолютных значений структурных амплитуд, полученных таким путем, может быть - 1%, а относительные значения можно получать с точностью Еще большая точность достигается при измерениях с помощью рентгеновских интерферометров. Так Харт и Милн [177 ] оценили точность своих измерений структурного фактора для отражения (220) кремния по интерференционным полосам (которые возникают, когда небольшой нерассеивающий зазор разделяет две толстые совершенные параллельные области монокристалла) примерно в 0,2%. [c.340]

Главное возражение против подобного использования метода термоэлектронной эмиссии касается задерживающего электрода С, задача которого состоит в подавлении эмиссии вторичных электронов с коллектора и коллиматорных щелей. Такой вторичный ток составляет пренебрежимо малую часть эмиссионного тока с плоскостей монокристалла вольфрама с малыми значениями работы выхода, но сопоставим по своей величине с током эмиссии плоскостей с большим значением работы выхода. Благодаря этому средние значения ф могут оказаться заниженными. Описанный способ использования электрода С вызывает сомнение в правильности значений ф для плоскостей (ПО) и (112), полученных в этих экспериментах, особенно у Смита. Хьюз и др. показали, что при использовании натрия значения Ф для плоскостей (110) и (112) совпадают с соответствующими значениями ф в пределах ошибок измерения. Хотя такое хорошее согласование и является случайным, поскольку значение ф отдельной плоскости не может быть измерено совершенно независимо от ионизации на других плоскостях, оно все же свидетельствует в пользу того, что полученные ими значения Ф не слишком занижены. [c.221]

Самая ранняя статья в этой области принадлежит Анкеру и др. [130]. Она датирована 1948 г., и тем не менее изложенные в ней теория, техника, условия эксперимента и результаты являются все еще вполне приемлемыми. В то время было трудно получить монокристалл германия, и авторы были вынуждены работать с напыленными пленками. Они описали и применили фотоэлектрический метод задерживающего потенциала, а не метод Фаулера, который к полупроводникам, естественно, неприменим. В их установке металлический эмиттер помещался в центре сферического коллектора с работой выхода фс и освещался светом фиксированной частоты, такой, что энергия фотонов ку превышала фс. Ток с эмиттера на коллектор строился в функции задерживающего потенциала между ними V. При останавливающем потенциале Уо ток обращался в нуль, при этом [c.272]

Уникальными были эксперименты по деформащш монокристаллов никеля при высоких давлениях (вплоть до 300 МПа). Они позволили обнаружить изменение вида зависимости относительного удлинения AL/Lq от давления р при достижении некоторого порогового давления р , отвечающего переходу второго порядка. В случае деформации никеля оно соответствовало р = 106 МПа (рис. 87). В 1946 г. Бриджмену за новые исследования в области высоких давлений была присуждена Нобелевская премия. [c.133]

В процессе проверки 430 функций отклика определяющее напряжение — определяющая деформация для кубических монокристаллов высокой и низкой чистоты, полученных в экспериментах более чем 50 экспериментаторов на 12 твердых телах с кубической решеткой, обнаруженных в литературе по физике металлов и в металлургической литературе за более чем сорокалетний период, я заметил в 1964 г. (Bell [1964, 11, [1965, 21, [1968, И), что эффект увеличения чистоты твердого тела заключался в переносе начала параболического участка функции отклика из точки, где деформация примерно равна нулю, в точку с конечной деформацией Yj. В то время я обнаружил далее, что участки линейной стадии II и параболической стадии III функции отклика были связаны предсказуемо. В начале 60-х гг. нашего века напряжение т перехода от стадии II к стадии III и его температурная зависимость при низких температурах предполагались имеющими большое значение в дислокационных моделях атомистических исследований ). Я обнаружил, что напряжение перехода т и наклон 0ц касательной к графику функции отклика линейной стадии деформации были функциями коэффициентов параболы III стадии функции отклика. Эта зависимость II стадии от III стадии функций отклика не изменялась при вариации чистоты, скорости нагружения или начальной кристаллографической ориентации. Она также сохранялась при разной протяженности I стадии деформации и при разных значениях определяющих положения начала параболы на оси деформации (оси абсцисс). [c.134]

В работе Даусона 1970 г. (Dawson [1970, 1]), в которой можно найти подробности его теоретического исследования, опущено описание эксперимента, вошедшее в его диссертацию 1968 г. (Dawson [1968, 1]), который ввиду неудовлетворительного состояния теории представляется имеющим большее значение для дальнейшего изучения вопроса. В своем опыте он разделил образец прямоугольного поперечного сечения из крупнозернистого поликристаллического полностью отожженного алюминия с чистотой 99,99% на два куска. Он нанес прямоугольную сетку на взаимно перпендикулярных гранях зерна, расположенного у вершины, и проделал рентгенографический анализ кристаллографической ориентации этого зерна. Разделенный на две части образец показан на рис. 4.198. Затем торцы разделенного на части образца были смазаны, и он был сжат вдоль оси до достижения 6% общей деформации при этом была получена параболическая функция отклика с индексом формы для этого материала г=6 при т=3,06. Измерение кристаллографических углов до и после деформирования показало, что произошли изменения углов, которые были результатом как измерений, ожидаемых при деформировании свободного кристалла (монокристалла), так и поворота зерна как жесткого тела. Это, конечно, не соответствовало теории самого Даусона, согласно которой условия равновесия требуют отсутствия поворотов при одноосных опытах. Наблюдая за параллельными направлениями, показанными на рис. 4.199, Даусон установил факт неоднородности деформации для части исследованного зерна, но общая де- [c.299]

Труды Фойхта окончательно разрешили старый спор между двумя теориями о малом и большом числе упругих постоянных (рариконстантной и мультиконстантной теориями). Спор шел вокруг вопроса Определяется ли упругая изотропия одной или двумя постоянными И в общем случае упругой анизотропии требуется 15 или 21 постоянных Опыты Вертхейма и Кирх-гоффа не смогли дать ответа на этот вопрос вследствие несовершенства материала, который они применяли в своих исследованиях. Фойхт же использовал в экспериментах тонкие призмы, вырезанные в разных направлениях из монокристаллов. Модули упругости были определены из испытаний этих призм на кручение и на изгиб. В дополнение изучалась сжимаемость кристаллов под равномерным всесторонним гидростатическим давлением. Полученные результаты с полной ясностью засвидетельствовали невозможность тех соотношений между упругими постоянными, которых требовала рариконстантная теория. Этим самым была показана несостоятельность гипотезы молекулярных сил Навье— Пуассона. [c.412]

Харпер и Дорн [157] обнаружили, что в опытах по ползучести при растяжении в области высоких температур (647°С = 0,99Гт) поликристаллы алюминия при очень низких напряжениях ведут себя как ньютоновская вязкая жидкость параметр Зинера — Холломона изменяется с напряжением линейно (рис. 4.12) при напряжениях, меньших 13 фунт-сила/дюйм (0,09 МП а 3,3 X X 10 а). Хотя такое поведение обычно связывают с диффузионной ползучестью Набарро— Херринга (см. гл. 7), Харпер и Дорн показали, что их данные свидетельствуют против такой связи. Например, после падения напряжения они наблюдали неустано-вившуюся ползучесть и возврат, т. е. явления, не характерные для ползучести Набарро — Херринга. Кроме того, наблюдаемые скорости ползучести были на три порядка больше рассчитанных для ползучеспг Набарро— Херринга и, наконец, результаты эксперимента для монокристалла получились такими же, как и для поликристаллов, в то время как диффузионная ползучесть проявляется только в мелкозернистых материалах (гл. 7). [c.132]

Ферромагнетизм и сверхпроводимостьэто два вида дальнего порядка в веществе, возможные при низких температурах. Они конкурируют друг с другом, но многие исследователи задумывались над тем, при каких условиях они могли бы сосуществовать . Ответ на этот вопрос стал вырисовываться лишь в пО" сл дние годы, главным образом в результате изучения двух веществ, в которых достигалась такая компромиссная ситуация. Последний в серии экспериментов— на этот раз на монокристалле — подтвердил и разъясинл свойства фазы сосуществования , наблюдавшееся ранее эта фаза, по-видимому, содержит в пределах монокристалла как сверхпроводящие области с синусоидально модулированными магнитными моментами, так и нормальные ферромагнитные домены. [c.251]

Мы видели уже, что при дифракции рентгеновских лучей на совершенных монокристаллах угловая ширина отражения равна 10" рад. Для кристаллов простой структуры угловое расстояние между отражениями порядка рад. Случай более чем одного отражения одновременно является весьма специальным, и в эксперименте его следует искать с особой тш,ательностью. Когда имеют место трехволновые или многоволновые эффекты, они приводят к некоторым поразительным изменениям интенсивностей, как это видно в исследованиях эффекта Боррмана, сделанных в СХОДЯЩ.ИХСЯ пучках с широким углом схождения (см., например, [42]). Теоретическое изучение трехволнового случая провели Эвальд и Хено [128], см. также [192] . [c.214]

Яркий пример этого можно видеть на микрофотографиях поверхностей монокристаллов, полученных в сканирующем электронном микроскопе впервые такие изменения наблюдал Коутс [56] и обсудил Букер и др. [27] (см. также [28].) Сканирование пучка обычно делается так, чтобы пучок проходил через центральную точку конечной линзы. Тогда по мере того, как пучок будет обегать поверхность, угол падения на поверхность кристалла будет меняться. Когда пучок падает под углом, близким к углу Брэгга для сильного отражения, эффективный коэффициент поглощения уменьшается и первичный пучок глубже проникает внутрь кристалла. В результате уменьшается число вторичных электронов, образующихся достаточно близко к поверхности, чтобы они могли покинуть кристалл и быть зарегистрированными. Следовательно, изображение, которое формируется при индикации сигнала, полученного при сборе вторичных электронов, будет весьма напоминать картину линий, возникающую при обращении дифракционной картины, полученной в эксперименте на прохождение широкоуглового сходящегося пучка через монокристалл, или с небольшими отличиями картину кикучи-линий. [c.331]

Первоначально исследовалось главным образом влияние окружающей среды на механические свойства металлических монокристаллов, таких, как олово, свинец, цинк, алюминий, выращиваемых по методу П. Л. Капицы, И. В. Обреимова и методом рекристаллизации. Было установлено, что интенсивность воздействия поверхностно-активных веществ на механические свойства металлических монокристаллов существенно зависит от температуры и скорости деформации (В. И. Лихтман, П. А. Ребиндер и Л. П. Янова, 1947). В то же время при одинаковых температурах и скоростях деформации механические свойства твердых тел и особенно металлов могут меняться в довольно широком диапазоне в зависимости от распределения напряжений внутри образца. Как известно, обычные диаграммы деформации представляют собой усредненные значения сил и деформаций и дают весьма косвенное представление об истинном распределении напряженного и деформированного состояния внутри тела. Количественная сторона этого вопроса весьма сложна, но качественная картина явления довольно полно исследована, начиная по преимуществу с работ Н. Н. Давиденкова (1936). Дело в том, что в процессе деформирования происходит превращение гомогенной механической системы в гетерогенную, причем это превращение заключается в основном в развитии дефектных участков структуры, всегда присутствующих в реальном твердом теле. Как показали эксперименты (В. И. Лихтман и Е. К. Венстрем, 1949), объемное напряженное состояние существенным образом влияет на величину адсорбционного эффекта (например, он возрастает по мере отклонения напряженного состояния вблизи поверхности от состояния всестороннего сжатия см. П. А. Ребиндер, Л. А. Шрейнер и др., 1944, 1949). [c.434]

Из простых теоретических представлений ясно, что кристалл, используемый для ГВГ, должен быть нецентросимметричным и обладать теми же свойствами симметрии, что и пьезоэлектрические кристаллы. Очевидным является и требование прозрачности кристалла для всех взаимодействующих частот. Легкодоступным материалом, позволяющим получать монокристаллы больших размеров и хорошего оптического качества и, кроме того, удовлетворяющим всем перечисленным выше требованиям в видимой и ближней инфракрасной области спектра, является кварц. Поэтому Франкен с сотр. использовали кварц в своих первых экспериментах по наблюдению ГВГ [54]. В качестве источника основного излучения ими использовался рубиновый лазер выделение второй гармоники осуществлялось с помощью фильтров и спектрографа. Полученный сигнал был весьма слабым, но он открыл новую эру в оптике. Сегодня нам ясно, почему сигнал был таким слабым мало того, что нелинейность кварца весьма мала, гораздо более важно то, что в опыте Фран-кена и сотр. не были выполнены условия фазового синхронизма. [c.94]

Единственные известные до сих пор измерения работы выхода монокристаллических образцов молибдена проводились Азизовым и др. [87]. Применялся тот же метод, который был использован Азизовым и Шуппе [48] для вольфрама. Измерялась величина ф по наблюдениям эмиссии с различных граней молибдена, служивших торцами цилиндрических монокристаллов. Авторами получены следующие результаты ф (110)=5,10 0,05 эВ, ф (100)=4,40 0,05 эВ и ф (111) =4,15 0,05 эВ. Эти результаты интересны еще и тем, что они являются первым подтверждением одинакового соотношения эмиссионных свойств различных кристаллических плоскостей у вольфрама и молибдена. Оба металла имеют одинаковую объемноцентрированную кубическую решетку. Фактически вышеуказанные значения ф для молибдена всего на 0,2 эВ ниже значений для тех же самых граней вольфрама (табл. 4.2). Этот эксперимент является также первым указанием на то, что у молибдена имеются кристаллические плоскости с высокой работой выхода все другие измерения, 16 [c.243]

Процесс окисления монокристалла кремния представлен на рис. 2.2. В экспериментах бьшо показано [2.2], что частицы окислителя (О2 или Н2О) адсорбируются на внешней поверхности уже образоватюго окисла. Затем они диффундируют через окисел к границе раздела 81-8102. Здесь они реагируют с кремнием в соответствии с реакциями (2.1) или (2.2), образуя 81О2. Дил и Гроув [2.3] предложили модель термического окисления, основанную на равенстве трех стационарных потоков. (Будем определять поток как число молекул, в данном случае окислителя, пересекающих поверхность единичной площади в единицу времени.) Эти потоки соответствуют трем описанным выше реакциям, имеющим место при окислении кремния. Как показано на рис. 2.2, поток окислителя из газовой фазы на внешнюю поверхность окисла полагается равным [c.48]

Характерно, что разному виду статистик АЭ соответствуют разные типы механизмов разрушения. Кристаллы КаС1 разрушаются хрупко, монокристаллы Zn - по вязкому механизму. Базовые эксперименты на монокристаллах показывают наличие существенных устойчивых различий в механизме вязкого объемного разрушения (растяжение образцов пластического металла на основе железа) и локально вязкого (сплав на основе кобальта). Устойчивые статистические образы получены для случаев разрушения при наводораживании, причем они меняются при переходе от поверхностного к объемному разрушению. [c.107]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...