В настоящий сборник включены переводы работ из иностранной научной периодики по* методам и результатам исследования процессов роста, испарения, растворения и травления различных кристаллов. Значительное место уделено выяснению молекулярного механизма указанных процессов и физической интерпретации установленных закономерностей с точки зрения теории дислокаций.
Сборник в целом представляет интерес для широкого круга физиков, химиков и инженеров, имеющих дело с выращиванием различных кристаллов (металлических, полупроводниковых, пьезоэлектрических, сцинтилляцион-ных, полимерных и т. д.) и занимающихся исследованиями и применениями процессов растворения, испарения и травления.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Термин „элементарные процессы" еще не получил в литературе широких прав гражданства и поэтому требует некоторого пояснения.
Между кристаллом и окружающей его средой всегда существует переходный слой, который образует физическую границу раздела и служит посредником при взаимодействии фаз. Например, при фазовых превращениях все атомы или молекулы, переходящие из одной фазы в другую, некоторое время находятся в этом слое. Микропроцессы, протекающие в переходном слое и составляющие кинетику роста, испарения, растворения, травления и т. д., мы называем элементарными. Изучение элементарных процессов, таким образом, связано непосредственно с физической и химической кинетикой.
Исследование закономерностей в явлениях кристаллизации, испарения, растворения и плавления имеет не только чисто научный, но и большой практический интерес. Непрерывное развитие этих исследований в наше время связано прежде всего с их практической потребностью. Во-первых, это нужды быстро растущей техники получения искусственных кристаллов с заданными свойствами: кристаллов для регистрации ядерных излучений в сцин-тилляционных счетчиках, различных полупроводниковых материалов, кристаллов с высокими пьезоэлектрическими и оптическими качествами. Физические процессы образования кристаллов продолжают интересовать металлургов и металловедов, ибо, как хорошо известно, многие свойства металлов зависят от условий их кристаллизации. Проблемы роста кристаллов интересуют также геологов и минералогов, работающих над вопросами кристаллогенези-са. Развитие новой техники жаропрочных материалов при-
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ...................... 5
1. В. Бар т он, Н. Кабрера и Ф. Ф р а н к. Рост кристаллов и равновесная структура их поверхностей (перевод
А. А. Чернова)....................... 11
Часть I. Теория роста реального кристалла......... 12
A. Движение ступеней на кристаллической поверхности ... 12
§ 1. Введение.................... 12
§ 2. Подвижность адсорбированных молекул на кристаллической поверхности ............... 15
§ 3. Концентрация изломов на ступени........ 16
§ 4. Скорость перемещения ступени ......... 19
§ 5. Ряд параллельных ступеней........... 25
§ 6. Скорость перемещения ступеней, имеющих замкнутую форму и малую длину ............ 26
Б. Скорость роста кристаллической поверхности...... 29
§ 7. Введение :................... 29
§ 8. Пирамида роста, обусловленная единичной дислокацией ....................... 31
§ 9. Пирамида роста, образованная на группах дислокаций ....................... 33
§ 10. Скорость роста кристалла из паров....... 40
§ 11. Сравнение с экспериментом........... 43
§ 12. Рост из раствора................ 48
Часть II. Равновесная структура кристаллических поверхностей 51
B. Ступени и двумерные зародыши............ 51
§ 13. Введение.................... 51
§ 14. Равновесная структура ступени......... 53
§ 15. Двумерные зародыши; энергия активации для образования зародышей................ 60
§ 16. Ступени, обусловленные дислокациями...... 65
Г. Структура кристаллической поверхности как явление коллективного взаимодействия............. 68
§ 17. Введение.................... 68
§ 18. Коллективное взаимодействие в кристаллических
решетках ..................... 70
§ 19. Модель поверхности кристалла с двумя уровнями 72
§ 20. Модель со многими уровнями; апроксимация Бете . 78
Приложения....................... 85
I. Влияние среднего расстояния х„ между ступенями на ско-
рость перемещения ступеней............ 85
§ 1. Одиночная ступень................ 85
§ 2. Ряд параллельных ступеней ........... 88
II. Взаимное влияние пары растущих спиралей....... 90
III. Доказательство некоторых формул статистики изломов 93
IV. Теорема Вульфа.................. 96
V. Матричный метод рассмотрения задач коллективного вза-
имодействия .................... 101
§ 1. Одномерный случай с двумя возможными уровнями 103 § 2. Двумерный случай с двумя возможными уровнями;
прямоугольная решетка............... 105
Литература ....................108
2. Р. Жевер. Перемещение мономолекулярных ступеней по поверхности растущего кристалла Косселя как задача случайных перемещений (перевод Г. Р. Бартини) ... 110
§ 1. Ввздениэ.................... 110
§ 2. Вероятности перемещений............ 111
§ 3. Скорость продвижения ступени [001] по поверхности
(100) кристалла Косселя.............. 112
§ 4. Обсуждение результатов............. 118
§ 5. Выводы..................... 124
Литератур* .................... 125
3. Н. Кабрера. Макроскопические спирали и дислокационная теория роста кристаллов (перевод Н. В. Глики) ... 126
Литература.....................129
4. А. Вильяме. Рост локально дефэрмярэзаиных кристаллов из раствора (перевод Е. Д. Дуковой.).........130
§ 1. Введение ....................130
§ 2. Наблюдения...................131
§ 3. Сложная деформация...............133
Литература.....................135
5. Дж. Сире. Влияние адсорбированных пленок на кинетику роста кристаллов (перевод Е. Д. Духовой).........136
§ 1. Введение .................... 136
§ 2. Теория..................... 139
§ 3. Действие ступеней как мест роста кристалла . . . 143
§ 4. Результаты экспериментальных исследований .... 144
§ 5. Обсуждение................... 145
§ 6. Поверхностная диффузия............. 149
§ 7. Механическая прочность............. 150
Литература.....................151
6. Н. Кабрера и М. Левин. К дислокационной теории испарения кристаллов (перевод Г. Р. Бартини)......152
§ 1. Введение.................... 152
§ 2. Движение ступеней................ 153
§ 3. Теория спирали................. 155
§ 4. Обсуждение результатов............. 163
Литература ....................165
7. Н. Кабрера. Возникновение ямок травления и центров окисления на дислокациях (перевод Н. В. Гликп).....166
§ 1. Введение ....................166
§ 2. Образование ямок на дислокациях ........168
§ 3. Образование зародышей окисления на дислокациях 175
Литература ....................177
8. А. Л а н г. О происхождении некоторых наблюдающихся на кристаллических поверхностях спиралей с высокими ступенями (перевод Н. В. Г лики).............178
Литература ....................182
9. С. Амелинкс, У. Бонтинк и У. Декайзер. Геликоидальные дислокации и спиральные ямки травления (перевод Н. В. Глики)...................183
§ 1. Введение .................... 183
§ 2. Теория..................... 183
§ 3. Эксперимент .................. 188
Литература .................... 190
10. Д. Хирс и Г. Паунд. Испарение металлических кристаллов (перевод Г. Р. Бартини).............. 191
§ 1. Введение .................... 191
§ 2. Механизм и кинетика испарения металлического кристалла ..........1............. 194
§ 3. Обсуждение результатов............. 208
§ 4. Выводы..................... 214
Литература .................... 215
И. Д. Хирс и Г. Паунд. Кинетика дислокационно-спирального испарения кристаллов (перевод Г. Р. Бартини) . 217 § 1. Введение ....................217
§ 2. Идеальный случай; кинетика испарения неограниченного кристалла, содержащего одну винтовую дислокацию 219
§ 3. Реальный случай; кинетика испарения кристалла, содержащего много винтовых дислокаций.......223
§ 4. Заключение...................226
Литература ....................227
12. Дж. Сире. Роль ребер кристалла в процессе испарения
(перевод Б. Д. Луковой)..................229
Литература ....................232
13. Дж. Сире. Испарение совершенных кристаллов (перевод
Г. Р. Бартини)......................233
§ 1. Введение ....................233
§ 2. Эксперимент ..................235
§ 3. Обсуждение результатов.............240
Литература ....................247
14. Дж. Г и л м а н, У. Д ж о и с т о н и Дж. Сире. Образование ямок травления на дислокациях в кристаллах фторида лития (перевод А. А. Чернова).............249
§ 1. Введение .................... 249
§ 2. Эксперимент................... 250
§ 3. Обсуждение результатов............. 263
§ 4. Заключение................... 271
Литература .................... 271
15. У. Тиллер. Образование дислокаций при росте кристалла из расплава (перевод Г. Р. Бартини}..........272
§ 1. Введение ....................272
§ 2. Рост кристалла .................273
§ 3. Толщина слоя..................275
§ 4. Рождение дислокаций ..............278
§ 5. Ячеистая субструктура..............282
§ 6. Обсуждение результатов.............285
§ 7. Заключение...................290
Литература ....................292
16. У. Хиллиг и Д. Т е р н б у л л. Теория роста кристаллов из чистых переохлажденных жидкостей (перевод А. А. Чернова) ...........................293
Литература ....................295
Цена: 150руб.
