Дислокации несоответствия

После деформации при комнатной температуре в структуре наблюдаются также дислокационные петли, спрямленные винтовые компоненты дислокаций, что является характерным для низкотемпературной структуры ОЦК-металлов [9, 2891. Следует отметить и появление на границах зерен сложного диффузного контраста, обусловленного накоплением границами в процессе деформации дислокаций несоответствия или приграничных решеточных дислокаций [289]. [c.139]

На рис. 2.10 показаны изображения краевых дислокаций в структуре нанокристаллов палладия и нитрида титана TiN. Дислокации внутри зерен наноматериалов встречаются не столь часто в основном приведенные выше оценки Ь подтверждаются. Гораздо чаще дислокации обнаруживаются на поверхностях раздела. Это так называемые зернограничные дислокации и дислокации несоответствия. Особенно велика плотность дислокаций в наноматериалах, полученных методом интенсивной пластической деформации, но и размер кристаллитов в последних обычно не ниже 70—100 нм, т. е. заведомо выше Ь. [c.28]

Причем данная модель и количественная оценка вероятности ее реализации, изложенная в [98], относится к случаю слабой адгезии окисной пленки с кристаллом, когда силами связи на межфазной границе раздела фактически можно пренебречь и рассматривать процесс межфазного проскальзывания (сдвига) между указанными материалами, имеющими различные модули упругости, с образованием дислокаций на межфазной границе раздела типа дислокаций несоответствия. [c.99]

Возникновение дислокаций в пленках зависит от степени сопряжения решеток подложки и кристаллизующегося вещества. При полном соответствии сопряженных решеток, отсутствии дефектов и загрязнений на поверхности подложки, оптимальной температуре и скорости конденсации можно получать бездефектные пленки. Чем больше несоответствие решеток подложки и кристаллизующегося вещества, тем выше плотность дислокаций в образующихся эпитаксиальных пленках. Образование дислокаций несоответствия связывают с расщеплением дислокаций на частичные при эпитаксиальном росте пленки на подложке. Установлено, что период решетки Ni в слое, непосредственно прилегающем к медной подложке, равен периоду решетки Си [c.131]

В первом случае параметры решетки и структура пленки и основного металла различны, при этом на границе раздела формируется сетка дислокаций несоответствия структур. Эта сложная сетка препятствует выходу дислокаций на поверхность. Ярким примером такого взаимодействия на границе металл — пленка может служить окисление металлов с образованием на поверхности структурированных слоев. Существуют три типа окисных пленок естественные пленки окислов (толщиной от 15 до 50 А), пленки окислов, возникающие при тепловом воздействии на металл (окалина), и пленки окислов, возникающие непосредственно при трении (толщи- [c.36]

Во втором случае реализуются механизмы, близкие к хрупкому разрушению. Пленки, образующ,иеся на поверхности при трении, и основной металл отличаются химическим составом, структурой, параметрами решеток, поверхностной энергией и т. п. Поэтому на границе раздела возникает сетка дислокаций несоответствия. Эта сложная дислокационная сетка представляет серьезное препятствие для выхода дислокаций на поверхность. На поверхностях раздела основного металла и модифицированных слоев вторичных структур образуются трещины. Эта особенность вполне согласуется с пред-ставлениями о том, что линии скольжения, образуемые дислокациями и заблокированные на поверхности раздела между основным металлом и слоем вторичных структур, создают высокую концентрацию напряжений, которая при многократных повторных нагружениях приводит к образованию трещин и разрушению. [c.289]

При увеличении размера зародыша может быть достигнут момент, когда компенсация несоответствия решеток двух фаз становится энергетически более выгодной не в результате когерентной деформации по всей поверхности раздела, а частично за счет дислокаций (рис. 75, б). Эти дислокации называют структурными или дислокациями несоответствия. В промежутках меж- [c.132]

Переходный слой во многом похож на когерентные границы зерен. В нем возможно возникновение значительных механических напряжений. Если растворимость в твердом состоянии мала и не способна обеспечить когерентность перехода одной кристаллической решетки в другую, то для компенсации несоответствия в переходной области возникает двух- или трехмерная сетка дислокаций. Плотностью дислокаций несоответствия можно управлять, меняя параметры решетки растущего кристалла, например, введением примесей. Таким образом можно получать бездислокационные эпитаксиальные слои. [c.328]

Рис. 5.6.5. Схематическое изображение дислокаций несоответствия. Видно, что дислокации состоят из частей краевых дислокаций, параллельных плоскости [c.65]

Дислокации несоответствия могут возникать при образовании стабильных зародышей, причем при боковом (тангенциальном) росте последних дислокации несоответствия могут перемещаться и взаимодействовать одна с другой, так как степень упругой деформации зародыша зависит от его размеров. Окончательная плотность дислокаций несоответствия фиксируется при слиянии стабильных зародышей (при образовании сплошной пленки). [c.334]

Дислокации, возникающие из-за эффектов пластической деформации растущей пленки. После коалесценции зародышей и образования сплошной пленки механизм возникновения дислокаций несоответствия перестает действовать. Вместе с тем с ростом толщины пленки в связи с уменьшением доли несоответствия, компенсируемой за счет упругой деформации, напряжение, при котором начинается пластическая деформация, уменьшается, что ведет к возрастанию плотности дислокаций. [c.336]

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ДИСЛОКАЦИЙ С ТОЧЕЧНЫМИ ДЕФЕКТАМИ. Упругие поля напряжений вокруг дислокации и точечного дефекта взаимодействуют. Энергия взаимодействия краевой дислокации с примесным атомом [см. формулы (48)] тем больше, чем больше фактор размерного несоответствия е. [c.90]

Другая причина зарождения дислокаций в период кристаллизации — возникновение напряжений. Когда происходит ориентированное нарастание (эпитаксия) кристалла па подложку, то сопряжение двух решеток из-за имеющегося всегда небольшого их несоответствия вызывает упругие напряжения в подложке и эпитаксиальном слое. Когда толщина эпитаксиального слоя достигает некоторой критической величины, то энергетически выгодным становится снятие этих упругих напряжений при возникновении дислокаций на границе подложка — растущий кристалл. Повышение [c.103]

Всё сказанное можно отнести к м е ж ф а з н ы и границам гетерофазных структур. Межфазные границы вследствие их большего разнообразия изучены менее систематично, че.ч М. г. Наиб, исследованы границы, разделяющие эпитаксиально растущую фазу 11 кристаллич. подложку. Структура таких границ представляет собой чередование участков бездефектного упругого сопряжения репюток и дислокаций несоответствия, компенсирующих разность параметров решёток эпитаксиальной фазы и фазы-подложки (см. Эпитаксия). [c.87]

При пайке несамофлюсугощимися припоями в нейтральных газовых средах и вакууме ведущую роль в удалении окисной пленки играет адсорбционный эффект и диспергирование окисной пленки под действием расплава припоя. Определенный вклад в отслаивание окисной пленки вносят напряжения первого и второго рода, имеющиеся на границе паяемый металл — окисная пленка, а также напряжения, связанные с диффузией малораствори-мых в окисной пленке атомов припоя. Упругие искажения на границе металл — окисная пленка и наличие дислокации несоответствия на этой границе также способствуют растворению твердого металла в расплаве припоя и, таким образом, отслаиванию окисной пленки. [c.25]

С помошью высокоразрешающих ПЭМ и других методов детально исследуются ситуации на границах раздела в многофазных наноматериалах. Здесь важным является обнаружение дислокаций несоответствия, диффузионного взаимодействия и появления индивидуальных фаз. [c.31]

Рассогласование периодов кристаллических решеток Si и Ge составляет -4%. Это является причиной появления в эпитаксиальных гетерокомпозициях в процессе их выращивания достаточно больших напряжений несоответствия. По мере увеличения толщины эпитаксиального слоя наблюдается частичная (или полная) релаксация этих напряжений. Релаксация может происходить либо за счет образования характерных шероховатостей на поверхности растущего слоя, либо за счет генерации в нем дислокаций несоответствия, либо путем одновременного действия обоих этих механизмов. Величины критических толщин слоев образования дислокаций несоответствия в эпитаксиальных гетероструктурах SiGe/Si очень малы. Например, при выращивании на Si-подложках эпитаксиальных слоев состава SIq G qj эта величина равна -100 А. В случае полной релаксации напряжений несоответствия величина плотности наклонных дислокаций в таких слоях находится на уровне 10 ... 10 см , что исключает возможность их использования в приборах. Для создания высококачественных транзисторов плотность дислокаций в активной области эпитаксиальной приборной композиции не должна превышать [c.91]

В последнее время активно исследуется возможность создания эффективных излучающих устройств на основе гетероструктур SiGe/Si, содержащих достаточно регулярные сетки дислокаций несоответствия, которые эффективно захватывают неравновесные носители заряда и экситоны за счет создаваемых вокруг них достаточно дальнодействующих полей упругих напряжений. Наблюдаемая при этом локализация носителей способствует появлению так называемой дислокационной люминесценции, в частности на длине волны 1,53мкм. Природа этого явления еще далеко не ясна. Но достаточно надежно установлено, что дислокационная люминесценция возникает в сетке дислокаций несоответствия, имеющей достаточно большое количество пересечений дислокаций из разных плоскостей скольжения. Интенсивность дислокационной люминесценции растет с увеличением плотности дислокаций и значительно превышает интенсивность экситонной люминесценции при Л д> 10 см Дислокационная люминесценция характеризуется малым временем жизни, что является весьма важной характеристикой для изготовления оптоэлектронных приборов [32]. [c.98]

Повышенный интерес к строению границ раздела в наноструктурных тонких пленках связан с тем, что значительное количество атомов расположено на границах зерен. В этой связи Глейтером с сотрудниками было высказано предположение о возможности сушествования нового состояния вещества. На основе расчетов, выполненных с помощью методов молекулярной динамики, было показано, что микроструктура низкоразмерных материалов состоит из кристаллических зерен и аморфных межзеренных прослоек однородной толщины. Отсюда авторы пришли к заключению, что нанокристаллические материалы со случайной ориентировкой зерен содержат только высокоэнергетические границы раздела. В противоположность этому утверждению, ряд авторов полагает, что границы раздела не являются неупорядоченными. Недавно Вепрек [11] предложил теоретическую концепцию создания сверхтвердых покрытий, в которой нанокристаллиты размером менее 10 нм окружены тонким слоем аморфной фазы толшиной менее 1 нм. В дальнейшем авторы представили экспериментальные подтверждения своей идеализированной теоретической модели. В противоположность этим результатам было показано, что границы раздела в пленках Ti-Si- -N имеют как упорядоченные, так и неупорядоченные участки [8, 12]. В частности, на некоторых границах раздела отмечено хорошее сопряжение атомных плоскостей соседних зерен и отсутствие дислокаций несоответствия. [c.496]

Исследования показали, что при росте мартенситного кристалла на его границе вследствие несоответствия кристаллических решеток фаз появляются дислокации, называемые структурными или дислокациями несоответствия. В результате этого межфазная граница из полностью когерентной (утолщенная линия на рис. 5, а) превращается в частично когерентную пли полукогерентную (рис. 5, б). [c.12]

Hbix плоскостям 001 , 011 и 111 . Авторам этой работы удалось показать, что дислокационная структура подложки не наследуется растущим Монокристаллическим покрытием. Дислокации подножки на границе с покрытием переходят в дислокации несоответствия. Дислокации растущего покрытия берут свое начало на граничных дислокациях несоответствия. [c.54]

Разная скорость трансформации структуры покрытий, ншосимых в условиях пространственного согласоваш1я и несогласования, связана с различной скоростью накопления структурных дефектов в процессу роста. Наиболее наглядными с этой точки зрения являются вольфрамовые покрытия . Образующиеся поверхностные террасы можно рассматривать как поверхности отдельных блоков. Накопление дефектов и их сток к границам блоков увеличивают угол их разориентировки, что постепенно приводит к все более независимому росту каждого блока. Одновременное накопление дефектов на поверхности роста огрубляет ее и в конечном итоге приводит к повторному образованию зародышей на несовершенствах. На этой стадии двумерное зародышеобразование переходит в трехмерное. В итоге образуется поликристаллический поверхностный слой, преимущественная ориентировка в котором в результате процессов отбора совпадает с собственной текстурой. При значительном несовпадении решеток материалов подложки и гетероэпитаксиального покрытия дислокации несоответствия и возникающие лтругие напряжения увеличивают скорость накопления дефектов в про ссе роста, что [c.61]

На роли дислокаций в образовании и развитии пористости следует остановиться осоЬо, так как дислокации в растущем покрытии возникают на самых ранних стадиях даже при эпитаксиальном росте, например дислокации несоответствия. Согласно классическим представлениям вокруг линии дислокации могут возникать облака из вакансий, которые при достаточном пересыщении конденсируются в небольшие сферические или близкие к ним по форме полости, располагаюищеся вдоль дислокаций в виде цепочек. Такие полости могут образоваться как на краевых, так и на винтовых дислокациях они прочно удерживают дислокации, препятствуя их переползанию и скольжению. [c.68]

При увеличении размера кластера усиливаются упругие искажения и наблюдается, резкий рост энергии когерентной границы. Релаксация упругих напряжений на межфазной границе приводилформированию дислокаций несоответствия, или эпитаксиальных дислокаций. Граница при этом разбивается на отдельные когерентно сопряженные области, разделенные дислокациями. Такая граница получила название полукогерент-ной (рис. 10.3,6). При полной релаксации упругих напряжений расстояние между дислокациями [c.202]

Наиболее эффективным методом изучения межфазных границ является просвечивающая электронная микроскопия. О на- личии когерентности можно судить по характерному контрасту, дислокации несоответствия на межфазной границе непосредственно фиксируются на экране микроскопа, взаимная юриентация кристаллических решеток матрицы и выделения рассчитывается из картин микродифракции. [c.204]

В книге помещены переводы статей, опубликованных в зарубежной периодической печати в последние годы. В I части книги рассматривается атомная структура различных дефектов в кристаллах полупроводников с решеткой алмаза и цинковой обманки (сфалерита) полные и частичные дислокации, дефекты упаковки, дислокации несоответствия, а также наклонные границы, в том числе двойниковые границы высокого порядка. Во II чаети описаны структура и происхождение некоторых типов дефектов, встречающихся главным образом в эпитаксиальных пленках дефекты упаковки, микродвойниковые ламели и более сложные дефекты типа трипирамид , воэникновение которых обусловливается многократным двойникованием. [c.335]

Если1 температура деформации ниже 0,35—0,4 Тпл, то процессы возврата структуры границы [50], не происходят в достаточной степени, и при увеличении степени деформации плотность дислокаций, адсорбированных границей, или дислокаций несоответствия возрастает, и уже при 5—10 % деформации на границах существует сложный контраст, настолько сильный, что толщинные полосы практически не наблюдаются. При температуре деформации 0,4 Т л возврат структуры границ может происходить непосредственно при деформации [c.216]

Решетка промежуточной фазы 0 — тетрагональная с периодами а=4, 04 А, с=6,80А, состав отвечает соединению СиА12. По плоскости (001) выделение 0 и.меет с матрицей когерентную границу с идеальным сопряжением решеток. По плоскостям (010) и (100) несоответствие строения 0 и матрицы значительно, и межфазная граница полукогерентна при электронномикроскопичес-ком просвечивании фольг выявляются дислокации несоответствия. Таким образом, выделения В -фазы являются частично когерентными, и поле упругих напряжений вокруг них меньше, чем вокруг когерентных выделений 0"-фазы и зон ГП. [c.304]

Межфазные границы. Электронные процессы, разыгрывающиеся на реальных поверхностях полупроводников и в структурах ДП, в значительной мере определяются строением межфазной границы полупроводника с его оксидной пленкой. Мы, как и прежде, ограничимся системами 81-5102 и 0е-0е02. Трудно представить возможность образования достаточно упорядоченной границы двух различающихся по своей структуре твердых фаз (полупроводник и его оксид), контактирующих с помощью строго направленных химических связей. Такое сочленение должно привести к появлению дислокаций "несоответствия" и деформации валентных углов и длин связей в переходной области. Неизбежные при окислении флуктуации диффузионных потоков реагирующих веществ, присутствие в них воды и связанные с этим процессы гидратации будут способствовать образованию структурно и химически неоднородной межфазной области. [c.182]

Как дислокации, часто обнаруживаемые в кристалле-подложке, так и дислокации, образующие сетки, показанные на рис. 5.6.5—5.6.7, обычно называются проникающими дислокациями. В эпитаксиальных слоях соединений А "В переменного состава, выращенных методом ХОГФ, плотность наклонных дислокаций в плоскости, параллельной направлению выращивания, достигает 10 —10 см . Такая плотность дислокаций может оказаться слишком высокой для инжекционных лазеров или даже для светодиодов (СИД) высокой яркости, в которых необходим большой срок службы (гл. 8). Существуют, однако, дан-Лие, указывающие на то, что плотность наклонных дислокаций йЬжет быть уменьшена. Резкое уменьшение плотности наклонных дислокаций достигается скачкообразным изменением состава [88], так чтобы рассогласование периодов решетки приво- дило к образованию дислокаций несоответствия. На рис. 5.6.7 можно наблюдать три отчетливо выраженные дислокационные сетки высокой плотности, состоящие из краевых дислокаций, параллельных плоскости роста, однако в области, выращенные между ними, проникает сравнительно небольшое число дислока-. ий. Состав этого слоя менялся не постепенно, а ступенчато. Для развития методов уменьшения до приемлемого уровня плотности наклонных дислокаций в слоях переменного состава требуются дополнительные исследования. [c.67]

Рнс. 5.6.8. Порог образования дислокаций несоответствия в слоях Alo,34Gao,eePj/Asi-j,, выращенных методом ЖФЭ при 800 °С на подложках GaAs [62]. 1 — дислокации несоответствия отсутствуют 2 — однонаправленный род дислокаций 3 — перекрестная сетка дислокаций. [c.68]

Обосновывая модель переползания, Кимерлинг и др. [47] показали, что можно инициировать переползание на локализованном участке дислокации несоответствия, если там одновременно имеются радиационные точечные дефекты и идет рекомбинация носителей. Кроме того, Петрофф и Кимерлинг [35] эксперимен- [c.337]

Упрочнение первого типа обычно связывается с влиянием элементов, образующих растворы замещения и внедрения. При этом рассматривается взаимодействие дислокаций с примесью вследствие несоответствия размеров атомов, которое определяется параметром r= lla)dald (а —параметр решетки, С — концентрация легирующего элемента), а также упругих модулей, которое определяется параметром R= l/G)dG/d . Эти типы взаимодействия могут быть рассчитаны в рамках теории упругости, поскольку они обусловлены полями дальнодействия. Кроме того, возможно взаимодействие типа близкого действия, определяемое электростатическим взаимодействием ядра дислокации с а. р. э. Напряжение Тпр в области, где оно не зависит от температуры, т. е. определяется дальнодействием, может быть рассчитано из соотношения Хпр = гОг где 2=1/760 [c.220]

Особенность барьерного упрочнения заключается в том, что границы зерна создают действующие на дислокацию силы близкодействия. Коттрелл и Мак Лин приводят расчеты Джесвона и Формэна, согласно которым единичная дислокация в результате воздействия касательного напряжения, равного 10 G, располагается от границы зерна на расстоянии пяти атомных диаметров. Необходимо иметь в виду, что у границы зерна на дислокацию действует две противоположно направленные силы. С одной стороны, она притягивается к границе, так как атомы на границе далеки от упорядочения, и энергия несоответствия границы изменится не намного, если в границу вольются искажения, имеющиеся у цент- [c.226]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...