Поверхностный эффект в ионных кристаллах

Поверхностные эффекты в ионных кристаллах [c.466]

При описании кристаллического состояния необходимо учитывать следующие обстоятельства. В кристаллической фазе всегда существуют границы раздела, а поэтому и связанное с ними поверхностное натяжение. В кристаллической фазе, кроме того, можно наблюдать эффекты не поверхностного, а линейного и точечного характера, связанные с самой природой кристаллического состояния. В идеальном кристалле атомы (или ионы) расположены в узлах кристаллической решетки. В реальных кристаллах возможны нарушения этой симметрии, приводящие к образованию полостей диаметром, равным по порядку величины межатомному расстоянию, и длиной, соответствующей размерам кристалла. Такие нарушения, или де- [c.367]

Условие (2.4) отличается от условия электронейтральности для одного кристалла без поверхностных эффектов, так как в кристалле полная сумма электрических зарядов подвижных носителей и примесных ионов д - А должна быть равна нулю. Если на единицу объема 1 см или 1 м приходится ЛАд донорных атомов, из которых не отдали свои электроны (следовательно, нейтральны), то оставшиеся доноров [c.167]

Для полного описания разрешенных электронных состояний в кристалле потребовалось бы решить уравнение Шредингера для очень большого числа частиц — ионов и свободных электронов. Другими словами, нужно найти квантовомеханическое реше-йие задачи многих тел. Эта проблема необычайно трудна и до настоящего времени не решена. Чтобы сделать ее разрешимой, принимаются некоторые допущения. Прежде всего, поскольку нас интересуют главным образом свободные электроны, мы можем принять, что ионы покоятся в своих положениях равновесия и что решетка идеальна, т. е. не содержит дефектов. Во-вторых, кристалл предполагается бесконечно большим, так что можно не учитывать никаких поверхностных эффектов. [c.65]

Ультрафиолетовое и мягкое рентгеновское излучения дают фотоны, энергии которых недостаточно для сдвига в междоузлие атомов облучаемого материала, так как энергия для смещения атома фотоном должна быть более 10 эВ. Поглощение этого вида излучений сопровождается у большинства материалов сильным эффектом фотопроводимости и фотохимических изменений, особенно для полимерных материалов. Однако в диэлектрических кристаллах с ионной связью при облучении их ультрафиолетовым излучением появляются радиационные дефекты. Кроме того, при действии ультрафиолетового и видимого излучений может происходить изменение цвета и изменение поверхностной проводимости. [c.457]

В 7.2 и 7.3 представлена общая нелинейная феноменологическая модель с соответствующими нелинейными полевыми и определяющими уравнениями, не зависящая от типа рассматриваемого кристалла. В 7.4 приведены линейные уравнения для упругих ионных кристаллов и показана их обоснованность с точки зрения динамики решеток. В 7.5—7.8 рассматриваются приложения линейной теории, когда введение градиентов поляризации существенно особое внимание здесь уделяется поверхностным эффектам ц эффектам пограничных слоев. В 7.9 даны линеаризованные уравнения для кристаллов сегнетоэлектрика, поведение которых характеризуется наличием постоянной электрической поляризации. [c.434]

Кристаллическая фаза. В кристаллической фазе, как и в жидкой, всегда существует граница раздела, а поэтому — и поверхностное натяжение. Однако в кристаллической фазе, кроме того, могут иметь место. эффекты не поверхностного, а линейного характера, связанные с самой природой кристаллического состояния. В идеальном кристалле атомы (или ионы) располагаются строго в узлах кристаллической решетки в реальных кристаллах возможны нарушения этой симметрии, приводящие к образованию своего рода полостей с диаметром, равным по порядку величины межатомному расстоянию, и длиной, достигающей длины кристалла. Такие нарушения, или дефекты, кристалла называют дислокациями, согласно сказанному выше дислокации имеют линейную структуру. [c.79]

Естественно, конечно, что поверхностные эффекты будут существовать не только в области частот электронных переходов, но, как отмечалось и в области частот колебаний молекул и кристаллической решетки. Влияние поверхности на колебания решетки в оптической и акустической ветвях, роль поверхности как своеобразного дефекта кристалла рассмотрены, например, в работах [7—10] некоторые дополнительные эффекты указаны в работах [57, 58]. Подробности влияния этих явлений на отражение света исследованы мало. Возникновение поверхностных оптических колебаний проанализировано теоретически [101—103] и исследовано экспериментально [101] по отражению для ионных кристаллов. Показано существование таких колебаний (они проявляются оптически только под действием неоднородных световых волн, например, при полном внутреннем отражении) получены их дисперсионные кривые и во всяком случае доказано влияние поверхности. Отмечены 2 типа колебаний один развивается в слое тол- [c.222]

РЕБИНДЕРА ЭФФЕКТ — физико-хи-мич. влияние среды па механич. св-ва материалов, не связанное с коррозией, растворением и др. химич. процессами, Р. э. проявляется в понижении прочности и облегчении упругой и пластич. деформации под влиянием адсорбции (поглощения молекул из окружающей среды поверхностями, развивающимися в деформируемом теле). Р. э. проявляется у металлич. моно-и поликристаллов, полупроводников, ионных кристаллов, бетонов, стекол, горных пород и т. д. Величина Р. э. зависит от темп-ры, величины напряжения, способа нагружения, состава и структуры материала и резко зависит от времени нагружения. Наиболее сильно Р. э. проявляется в тех случаях, когда за время деформации, предшествующей разрушению, вновь возникающие поверхности успевают покрыться адсорбционными слоями. Это имеет место в процессах ползучести при длит, статич. нагружении, в процессах усталости. При переходе от моно- к поликристаллич. металлам Р. э. значительно ослабляется, т. к. облегчение деформации сосредоточивается в поверхностных слоях и не распространяется в глубь тела. Наибольшее понижение поверхностной энергии материалов (почти до нуля) вызывают расплавленные среды, близкие по мол. природе к деформируемому телу напр., если более тугоплавкие металлы и сплавы при нагружении находятся в среде жидких более легкоплавких металлов (в частности, наличие ртутной пленки на монокристаллах цинка уменьшает прочность и пластичность в десятки раз). Р. э. часто вреден для конструкционных материалов, т. к. понижает их прочность и пластичность. Для облегчения обрабатываемости резанием и для ускорения и улучшения ирирабатываемости при трении Р. э. полезен. Защита поверхности деталей от [c.112]

Сильное влияние примеси ионов можно также выявить, сопоставляя изменения параметров решетки, с одной стороны, при переходе от массивного кристалла Sr la к легированным ионами Gd " " частицам Sr ij диаметром 500 А (Аа ), а с другой — при уменьшении диаметра этих частиц до 100 А (Ааа) Afli = 1,28-10 А и Aaj = = 0,97 10 А. Таким образом, вопреки всем ожиданиям, основное сокраш,ение параметра решетки приходится на область крупных, а не мелких частиц, чего не должно быть, если считать этот эффект обусловленным только поверхностным натяжением. В силу ошибочной трактовки выражения (353) сделанные с его помощью по формуле (348) оценки различных величин в работах [125, 548] (в частности, параметра Грюнайзена для малых частиц [125]) оказываются неверными. [c.194]

Реконструкция поверхности крайне чувствительна к присутствию на ней как структурных дефектов (макроскопических и точечных), так и химических примесей. Появление ничтожного количества ионов Li+, Na+, К+, Ni " и др. в ряде случаев приводит либо к исчезновению существующих, либо к появлению новых сверхструктур. Многие из ранее вошедших в справочник по сверхрешеткам структур были впоследствии отвергнуты из-за их примесного происхождения. Ныне каждое измерение спектров ДМЭ обязательно сопровождается измерениями спектров оже-электронов. Однако чувствительность ЭОС невысока, не более 10 атомов примеси на см . Такие поверхности теперь часто называют оже-чистыми". Эксперименты последних лет убедительно показывают, что даже появление примеси в количествах, меньших числа элементарных ячеек, сопровождается перестройкой всей наблюдаемой при ДМЭ поверхностной сверхструктуры. Так, следы Ni (менее 1 % монослоя) на поверхности Si (100) приводили к разнообразным фазовым перестройкам типа 2 х а, где а принимает значения от 6 до 10. Число перестроенных в этих фазах ячеек составляло = 5—8 % от числа неперестроенных. Следовательно, даже малые концентрации примесей могут инициировать фазовые переходы в отдельных доменах поверхностной сверхструктуры. В этом нет ничего удивительного — фазовый переход является коллективным эффектом. Заметим, что ЭОС дает лишь среднюю концентрацию примесей. На вицинальных поверхностях примеси могут сегрегировать на ступеньках и выходах дислокаций (рис.5.1). Не исключено, что белые "дыры" в области атомной ступеньки на изображении СТМ (рис.4.7) являются атомами примесей. Заметим, что доминирующей примесью на поверхности многих металлов и полупроводников (Si, Ge) является диффундировавший из объема углерод, который попадает в материал в процессе роста кристаллов ). [c.151]

В структуре Na l (рис. 3.11) величина Ui не зависит оттого, каков рассматриваемый ион г, положительный он или отрицательный. Поскольку сумма (3.17) может быть сделана быстро сходящейся, то ее величина не будет зависеть от местонахождения исходного иона в кристалле, если только он не находится вблизи поверхности кристалла. Если пренебречь поверхностными эффектами, то полную энергию решетки i/tot кристалла, состоящего из N молекул или 2N ионов, можно записать в виде [c.130]

Этот эффект, повидимому, связан с условиями, существующими на поверхности пленки бромистого серебра. Экспериментальные результаты согласуются с предположением, что неотожженные кристаллы содержат поверхностные положительные носители заряда сравнительно высокой подвижности, которые участвуют в темновой проводимости образца. Во время освещения эти положительные носители заряда становятся неподвижными в результате захвата фотоэлектронов, что приводит к уменьшению темновой проводимости. Этими подвижными положительными носителями могут служить ионы серебра или, если существуют дефекты по Шоттки, вакантные бромные узлы вблизи поверхности кристалла. [c.341]

Опыты проводили на речных и подземных водах различного химического состава (щелочность 2,8—5,9 мг-экв/л, жесткость 5,1— 20,4 мг-экв/л, Са + 3,9—11 мг-экв/л, С1 16—233 мг/л, SOI" 76— 1123 мг/л, pH = 7,28,4, окисляемость перманганатная 1,3— 6,3 мг/л) в диапазоне температур оборотной воды от 30 до 80° С. Этими опытами показано, что щелочность оборотной воды при обработке ее полифосфатами обусловлена главным образом бикарбо-натными ионами, концентрация же карбоната кальция различных степеней дисперсности очень невелика и не превышает 0,1—0,2 мг-экв/л. Кроме того, при обработке воды полифосфатами создаются условия, при которых может существовать сильное пересыщение раствора ионами OI , произведение концентрации ионов Са + и СО3 в десятки раз может превышать произведение растворимости СаСОз, вследствие чего для углекислотного равновесия оказываются достаточными дозы кислоты, гораздо меньшие доз, рассчитанных по теоретической формуле для данной щелочности воды. Следовательно, основной эффект стабилизирующего воздействия поверхностно-активных веществ заключается в сильном замедлении самого процесса распада бикарбонатных ионов вследствие пересыщения раствора ионами OI , обусловленного замедлением одной из фаз процесса кристаллизации — перехода карбоната кальция из коллоидного раствора в кристаллы. [c.49]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...