Дефекты в кристаллах

д.ф.-м.н., академик РАН В. В. Кведер

1. Введение. Точечные дефекты, классификация.
   
   Вакансии. Атомы внедрения межузельные атомы. Их образование и движение. Дефекты Френкеля и Шоттки. Реакции точечных дефектов, электронные свойства точечных дефектов.


2. Комбинации атомных дефектов.
   
   Комбинации атомных дефектов. Переход от точечных дефектов к одномерным, двумерным и трехмерным. Тетраэдры дефектов упаковки. Поры. Коалесценция пор, их роль в спекании.


3. Дислокации. Краевые, винтовые и смешанные дислокации. Вектор Бюргерса.
   
   Дислокации. Краевые, винтовые и смешанные дислокации. Вектор Бюргерса. Энергия дислокации. Переползание и скольжение. Взаимодействие дислокаций между собой и с примесями. Пластическая деформация как результат движения дислокации.


4. Процессы размножения дислокации, источники дислокации.
   
   Процессы размножения дислокации, источники дислокации. Подвижность дислокации. Механизмы движения. Геометрические характеристики дислокации. Упругие поля дислокации. Дисклинации. Атомная структура ядер дислокации.


5. Частичные дислокации и дефекты упаковки.
   
   Частичные дислокации и дефекты упаковки. Экспериментальные методы изучения дислокации. Особенности деформации моно- и поликристаллов. Влияние границ зерен на пластическую деформацию поликристаллов.


6. Малоугловые границы зерен.
   
   Малоугловые границы зерен. Стенки (сетки) решеточных дислокаций. Влияние дислокации на физические свойства кристаллов (электрические, оптические, тепловые). Переход от одномерных дефектов к двумерным и трехмерным.


7. Огранение – потеря огранки внешних поверхностей с изменением температуры.
   
   Огранение – потеря огранки внешних поверхностей с изменением температуры. Метод диаграмм Вульфа. Связь с барьером Пайерлса (огранка в металлах, полупроводниках, диэлектриках).


8. Ребра первого и второго рода между гранями и неограненными поверхностями. Критичекие точки на поверхностных фазовых диаграммах.
   
   Ребра первого и второго рода между гранями и неограненными поверхностями. Модели Андреева и Покровского-Талапова. Критичекие точки на поверхностных фазовых диаграммах. Ребра первого рода между неограненными поверхностями.


9. Реконструкция чистых поверхностей. Адсорбция на внешних поверностях. Формирование двумерных фаз в адсорбированных слоях.
   
   Реконструкция чистых поверхностей. Адсорбция на внешних поверностях (однослойная и многослойная). Формирование двумерных фаз в адсорбированных слоях. Полное, неполное, квазинеполное смачивание внешних поверхностей. Переходы от неполного смачивания к полному с изменением температуры. Связь полного смачивания с многослойной адсорбцией. Методы исследования внешних поверхностей.


10. Полное, неполное, квазинеполное смачивание внешних поверхностей.
    
    Полное, неполное, квазинеполное смачивание внешних поверхностей. Вспомогательные решетки: решетка совпадающих узлов, полная решетка наложений, решетка зернограничных сдвигов, 0-решетка. Идеальные и неидеальные решетки. Малоугловые и высокоугловые (большеугловые) границы зерен. Стенки (сетки) решеточных дислокаций.


11. Вспомогательные решетки: решетка совпадающих узлов, полная решетка наложений, решетка зернограничных сдвигов, 0-решетка.
    
    Вспомогательные решетки: решетка совпадающих узлов, полная решетка наложений, решетка зернограничных сдвигов, 0-решетка. Идеальные и неидеальные решетки. Малоугловые и высокоугловые (большеугловые) границы зерен. Стенки (сетки) решеточных дислокаций.


12. Слияние ядер решеточных дислокаций. Зернограничные дислокации. Собственные и внедренные зернограничные дислокации.
    
    Слияние ядер решеточных дислокаций. Зернограничные дислокации. Собственные и внедренные зернограничные дислокации. Вектор Бюргерса зернограничных дислокаций. Скольжение и переползание зернограничных дислокаций. Эпитаксия и дислокации несоотвествия на межфазных граниуах. Диссоциация решеточных дислокация на зернограничные. Равновесные и неравновесные границы зерен.


13. Огранение – потеря огранки границ зерен с изменением температуры.
    
    Огранение – потеря огранки границ зерен с изменением температуры. Отличие от огранения – потери огранки внешних поверхностей. Применение метода Вульфа, моделей Андреева и Покровского-Талапова. Переходы «специальная граница – граница общего типа», их связь с огранением – потерей огранки. Отличие зернограничных превращений в металлах с идеальной и неидеальной решетками. Превращение ребер первого рода между гранями и неограненными границами в ребра между двумя неограненными границами.


14. Внутренние границы раздела в двух- и многокомпонентных системах. Адсорбция на границах зерен и межфазных границах (однослойная и многослойная). Полное, неполное, квазинеполное смачивание границ раздела.
    
    Внутренние границы раздела в двух- и многокомпонентных системах. Адсорбция на границах зерен и межфазных границах (однослойная и многослойная). Полное, неполное, квазинеполное смачивание границ раздела. Переходы от неполного смачивания к полному с изменением температуры. Связь полного смачивания с многослойной адсорбцией. Смачивание второй твердой фазой, отличия от смачивания расплавом. Тонкие слои зернограничных фаз в твердых растворах. Переходы смачивания первого и второго рода. Переход от двумерных дефектов к трехмерным.

1. Ч.Киттель «Введение в физику твердого тела» Москва, «Наука», 1974 (гл.19-20)
2. Ф.Блатт «Физика электронной проводимости в твердых телах» Издательство «Мир», Москва, 1971г. (гл.6)
3. В.Н.Абакумов, В.И.Перель, И.Н.Яссиевич «Безызлучательная рекомбинация в полупроводниках», С.-Петербург, Издательство ПИЯФ РАН, 1997
4. Питер Ю, Мануэль Кардона «Основы физики полупроводников» Москва, Физматлит, 2002г. (Гл.4)
5. «Электронные свойства дислокаций в полупроводниках» под редакцией академика Ю.А.Осипьяна.
6. Б.Б. Страумал, Фазовые переходы на границах зерен, - М.: Наука , 2003, 328 с.

1. Дж. Вертц, Дж.Болтон, «Теория и практическое приложение метода ЭПР», Издательство МИР, Москва 1975.
2. Т.Судзуки, Х.Есинага, С.Такеути «Динамика дислокаций и пластичность», МИР, 1989.