Точечные дефекты, неравновесные равновесные

Выше уже указывалось, что кристаллы с точечными дефектами в определенном количестве могут быть термодинамически равновесны. Однако в ряде случаев возникают и избыточные неравновесные точечные дефекты. Различают три основных способа, с помощью которых дефекты могут быть созданы быстрое охлаждение от высоких до сравнительно низких температур (закалка) дефектов, которые были равновесны до закалки, пластическая деформация, облучение быстрыми частицами. Возникающие в этих случаях типы точечных дефектов, как правило, те же, что и вблизи термодинамического равновесия. Однако относительные доли каждого типа дефектов могут существенно отличаться от характерных для равновесия. Поэтому в изучении дефектов решетки особую роль играют экспериментальные методы, такие, как изучение электросопротивления (зависимости его от температуры и времени), рассеяния рентгеновских лучей и нейтронов, зависимости теплосодержания от температуры и времени, механических свойств, ядерного гамма-резонанса, аннигиляции позитронов и т. д. [c.235]

Равновесные и неравновесные точечные дефекты [c.34]

В случае быстрого понижения температуры (закалка) концентрация точечных дефектов может быть зафиксирована, если при этой более низкой температуре подвижность атомов уже достаточно мала. При этом получаются пересыщенные дефектами неравновесные состояния кристалла, в которых концентрация точечных дефектов мо- кет сильно превышать равновесную концентрацию. [c.36]

Еще в двадцатых годах Я. И. Френкель на основе изучения тепловых флуктуаций предсказал появление в кристаллических телах термодинамически равновесных точечных дефектов — вакансий. В настоящее время теория вакансий является одним из основных направлений исследования в теории твердого тела. В частности, конденсация вакансий, ставших неравновесными вследствие быстрого охлаждения при пластической деформации, [c.424]

Вакансии и междоузельные атомы появляются в кристалле при любой температуре выше абсолютного нуля из-за тепловых колебаний атомов (тепловые или равновесные дефекты). В результате облучения или других внешних воздействий могут возникать неравновесные точечные дефекты. [c.35]

Если бы какая-либо из собственных концентраций равнялась нулю, то (1.50) следовало бы модифицировать путем замены соответствующего отношения Е) /С конечным коэффициентом, поскольку в неравновесных условиях диффузия может обусловливаться несобственными точечными дефектами. Определяя вклад междоузельного механизма диффузии с помощью коэффициента где О = 1) . + - равновесный коэффициент диффузии примеси, (1.50) можно записать в виде [c.38]

Таким образом, первый и четвертый механизмы образования точечных дефектов приводят к возникновению равновесных дефектов, а второй и третий — неравновесных, возникающих в процессе роста кристалла из-за несовершенства технологии, из-за его пластической деформации, при термообработке или в результате радиационного воздействия. [c.95]

Помимо точечных дефектов, при кристаллизации могут возникать и такие неравновесные дефекты, как дислокации, малоугловые границы, двойники, включения второй фазы, поры и т.д. Энергия образования этих дефектов слишком велика, чтобы в кристаллах они могли образовываться в заметной равновесной концентрации (см. гл. 3). [c.240]

Основную роль в образовании ростовых микродефектов в выращиваемых монокристаллах играют СТД — вакансии и межузельные атомы. В реальных условиях выращивания монокристаллов, уже на достаточно малых расстояниях от фронта кристаллизации возникают значительные пересыщения по СТД, обусловленные резкой температурной зависимостью их равновесных концентраций в алмазоподобных полупроводниках. Образующиеся избыточные неравновесные СТД аннигилируют на стоках, в качестве которых выступают боковая поверхность слитка и присутствующие в его объеме более крупномасштабные дефекты, прежде всего, дислокации. По отношению к СТд дислокации являются практически ненасыщаемыми стоками. С учетом высокой подвижности СТД при высоких температурах сток на дислокации (при достаточно высокой плотности последних в кристалле) играет основную роль в снятии пересыщения. Однако бездислокационные монокристаллы лишены такого рода эффективных внутренних стоков, а боковая поверхность слитка в силу чисто диффузионных ограничений не может обеспечить снятия пересыщения. В результате, в объеме кристалла образуются пересыщенные твердые растворы СТД, которые в процессе посткристаллизацион-ного охлаждения распадаются с образованием специфических агрегатов, получивших название микродефекты . Следует отметить, что в литературе отсутствует единая точка зрения по поводу определения понятия микродефект . Под этим термином мы будем понимать локальные нарушения периодичности кристаллической решетки, представляющие собой скопления точечных дефектов (собственных или примесных), не нарушающие фазового состояния основного вещества, а также дисперсные выделения второй фазы микронных и субмикронных размеров. [c.48]

Линейные и двумерные дефекты по всем признакам представляют собой метастабильные конфигурации в кристалле. Однако установление термодинамического равновесия может происходить столь медленно, что эти дефекты практически можно считать замороженными. Легко также создать неравновесную концентрацию точечных дефектов, которая может быть весьма стабильной (например, быстро охладив кристалл, находившийся в состоянии термодинамического равновесия). Путем медленного нагревания и охлаждения можно восстановить равновесное максвелл-больцма-новское значение концентрации точечных дефектов, концентрация же линейных и двумерных дефектов уменьшается при этом до нуля. Такой способ восстановления равновесной концентрации дефектов называется отжигом. [c.238]

Ряд процессов, применяемых для изготовления приборов, приводит к нарушению равновесной концентрации точечных дефектов в кремнии. К таким процессам относятся ионная имплантация, окисление и диффузия фосфора при его высоких концентрациях. В общем неравновесные условия для точечных дефектов проявляются в возрастании или уменьшении коэффициента диффузии примеси замещения даже при малых концентрациях и росте дислокационных петель (дефектов упаковки) в кремнии. В зависимости от условий протекания этих процессов связанные с ними напряжения решетки также могут приводить к генерации дислокаций. В данном разделе мы сосредоточим внимание только на окислении и его влиянии на диффузию, поскольку из трех упомянутых процессов именно окисление позволяет непосредственно проанализировать механизмы диффузии в кремнии в целом. Другие два процесса рассмотрены в [1.27, 1.28] (вопросы, касаю- [c.36]

Точечные дефекты (вакансии, междоузельные атомы, комплексы вакансий, антиструктурные дефекты) образуются в кристаллах в равновесных концентрациях в тех случаях, когда условия роста не сильно отличаются от равновесных. В то же время при выращивании кристаллов в неравновесных условиях кристалл может захватывать точечные дефекты в неравновесных концентрациях. Поэтому для получения при [c.239]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...