Оглавление
Стр.
ВВЕДЕНИЕ..................................................... 4
Глава I. КРАТКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО РОСТУ
КРИСТАЛЛОВ ИЗ РАСПЛАВА .......................... 13
1.1. Об округлых кристаллах............................ 13
1.2. Современные теоретические представления о
росте кристаллов из расплава и экспериментальная проверка теории ...................... 15
1.3. Рост технически важных кристаллов .... 19
1.4. Об изученности формы свободно растущих
кристаллов....................................... 21
Глава 2. КОНСТИТУЦИЙ КРИСТАЛЛОВ. АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ
ГРАНЕЙ, ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ФОРМ............................................. 24
2.1. Галлий (пространственная группа симметрии как у врбаита)...................................... 26
2.2. Салол (пространственная группа симметрии
типа брукита, гамбергита, энстатита и др) 37
2.3. Кремний (структура типа алмаза, пространственная группа симметрии р<1зт ) . . . . 48
2.4. Антимонид индия (структура типа сфалерита,
пространственная группа р^зт).................... 57
Глава 3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ СВОБОДНОГО РОСТА
ИЗ РАСПЛАВА ЛЕГКОПЛАВКИХ МОДЕЛЬНЫХ КРИСТАЛЛОВ....................................... 66
3.1. Получение и крепление затравок. Установка для исследования роста кристаллов салола
под микроскопом ................................. 66
3.2. Измерение температур ............................. 73
3 -
3.3.
Глава 4
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
Глава 5
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
Чистота исходных веществ. Универсальная установка для роста модельных кристаллов, и воспроизводимости и точности результатов исследования ................................. 85
ВЛИЯНИЕ ПЕРЕОХЛАЖДЕНИЯ РАСПЛАВА НА ФОРМУ СВОБОДНО РАСТУЩИХ КРИСТАЛЛОВ...................... 97
Общая морфологическая характеристика кристаллов.......................................... 97
4.1.1. Галлий ................................... 97
4.1.2. Салол ................................... 105
Кинетика роста кристаллов ......................... 113
4.2.1. Галлий .................................. 113
4.2.2. Влияние вращения кристаллов на
скорость роста граней .................... 122
4.2.3. Салол ................................... 128
Кинематический аспект формы кристаллов . . 133
Эволюция формы кристаллов при изменении переохлаждения расплава ........................... 135
4.4.1. Габитус кристаллов галлия .... 135
4.4.2. Изменение формы кристаллов
салола.................................... 138
ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ НА СВОБОДНЫЙ РОСТ КРИСТАЛЛОВ ИЗ РАСПЛАВА. ДЕФЕКТЫ СТРУКТУРЫ КРИСТАЛЛОВ........................................ 142
Остаточные растворимые примеси ................. 142
Влияние на морфологию и скорость роста кристаллов галлия контролируемо введенных примесей.......................................... 144
Нерастворимые примеси и "пороговое" переохлаждение При рОСТе КрИСТаЛЛОВ .............. тсп
галлия
Реальная структура ("анатомия") кристаллов салола ........................................... 159
- 24 -
Глава 2. КОНСТИТУЦИЯ КРИСТАЛЛОВ. АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ ГРАНЕЙ, ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ФОРМх)
В настоящем разделе приведены данные о всех кристаллах,использованных в работе в качестве модельных объектов. Это - металлический галлий, органическое соединение - салол, а также полупроводники: элементарный - кремний и типичный представитель широкого класса соединений типа - антимонид индия.
Решение проблемы связи внешнего вида кристаллов с природными условиями образования, как известно, осложняется большим числом факторов, преимущественно физико-химического порядка, влияющих на появление тех или иных граней на кристалле / 78 /. Тем не менее, до сих пор справедливым остается положение, согласно которому внешний вид - габитус кристалла определяется характером сочетания простых форм с наибольшей ретикулярной плотностью и относительным различием в скоростях роста этих внешних граней / 79 /. Поэтому в начале нашей работы, посвященной зависимости формы кристаллов от условий роста, приводится анализ структуры, на основе которого найдены теоретические типы формы кристаллов, т.е. указан последовательный ряд граней в порядке их важности или вероятности образования на кристалле. Анализ базируется по существу на хорошо проверенной минералогической кристаллографией правиле О.Бравэ, его модификации, учитывающей действие на ретикулярную плотность граней винтовых осей симметрии и плоскостей скользящего отражения / 80 /^ . Очень удобным методическим развитием Донней-Харке-
Глава написана совместно с М.Д.Любалиным и содержит некоторые полученные им и ранее не опубликованные результаты.
В последнее время, как неоднократно подчеркивал в своих докладах проф.В.А.Франк-Каменецкий, появился ряд новых работ,
- 25 -
ровской модификации правила Бравэ является предложенная Н.З.Ев-зиковой процедура выделения элементарных слоев, представляющих собой группу повторяющихся и характерных для грани плоских сеток / 82 Л Слои располагаются в интервале с1щ /т , где с!^
- межплоскостное расстояние грани, а |п - целое число, зависящее от группы бесконечной симметрии граней.
Процедура выделения слоев состоит в том, что "метятся” (нумеруются) и проектируются на плоскость атомы, которые входят • в элементарную ячейку, полностью характеризующую все геометрические соотношения в структуре кристаллов. В принципе, достаточно получить произвольный вертикальный срез грани. Уже на нем хорошо видна схема атомного строения граней, тонкая "поэтажная” их структура. Выделить элементарные слои при этом не составляет никаких затруднений.
Напомним основные формулы, которые понадобятся при проведении анализа структуры граней. Межплоскостное расстояние для кубических кристаллов будем определять из соотношения
а для орторомбических кристаллов из выражения
с(ькЕ ~ гтт 7Т рг 5
где Ь,к Д - индексы анализируемой грани(узловой плоскости),
0о $ Ьо и Со - параметры элементарной ячейки кристалла.
посвященных определению теоретических типов формы кристаллов (см., например, / 81 /). Однако мы остановились на методиках, проверенных практикой конкретных исследований минералов.
- Київ+380960830922