Krystalová porucha

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

V krystalu může různými způsoby dojít k rozmanitým poruchám krystalové mřížky, neboli odchylkám od ideální krystalové mřížky. V místě poruchy (až na výjimky) dochází k termodynamické nerovnováze. Aby tato nerovnováha přešla do rovnovážného stavu, který je energetický méně náročný, tak dochází v okolí poruchy k deformaci krystalové mřížky (např. atomy se posunují směrem k neobsazenému místu v mřížce).

Obsah

1 Bodová porucha
2 Dislokace mřížky
- 2.1 Hranová dislokace
- 2.2 Šroubová dislokace
3 Další poruchy
4 Externí odkazy
5 Reference

[editovat] Bodová porucha

Bodová porucha je narušení kontinuity mřížky v jednom bodě vlivem defektu. Bodové defekty jsou obecně vakance, intersticiály, substituce a jejich modifikace.

[editovat] Vakance

Neobsazený uzel mřížky, který vzniká přechodem částice z tohoto uzlu např. do intersticiální polohy. Vakance mohou nést náboj nebo jsou elektroneutrální. Může docházet k tzv. difúzi vakance neboli k jejímu přemisťování v mřížce a to až na povrch. Migrace a vznik vakancí, a jiných bodových defektů mřížky, úzce souvisí s pravděpodobností udanou Boltzmannovou statistikou a tím i s teplotou.

[editovat] Vlastní částice v intersticiální (mezimřížkové) poloze

Částice je jakoby „navíc“ v takovém místě krystalové mřížky, ve kterém by za normálních podmínek žádná částice být neměla. Zpravidla jde o částici, která se uvolnila ze své normální polohy v mřížce (tato porucha tedy úzce souvisí s poruchou předchozí)a přešla do mezimřížové polohy. Částice v intersticiální poloze může taktéž difundovat.

[editovat] Příměs (cizí částice, nečistota) v mřížkové poloze = substituční porucha

Vlastní částice krystalu je nahrazena částicí cizorodou. Například máme křemíkový krystal, do kterého dodáme pár atomů germania a ty substituují atomy křemíku.

[editovat] Příměs v intersticiální poloze

Jde o kombinaci předchozích dvou poruch (do krystalu se dostává cizorodá částice, která se navíc nachází v intersticiální poloze). Tato porucha také vykazuje schopnost difundovat, takže při kombinaci s vakancí může přecházet v předchozí poruchu - nečistotu v mřížkové poloze.

[editovat] Dislokace mřížky

Čárová porucha neboli dislokace mřížky znamená, že porušená oblast má čárový charakter.

[editovat] Hranová dislokace

Jedná se o typ poruchy, při níž chybí souvislá část atomů a tím dochází k deformaci mřížky v jejím okolí. Můžeme si to představit tak, že máme pravidelný čtverec atomů složený z 10x10 atomů a uprostřed čtverce chybí např. 5 atomů v řadě za sebou, které by zde za normálních okolností byly ve svých mřížkových polohách. Vlivem toho dojde v daném místě k deformaci posunem okolních atomů směrem do mezery. Jinými slovy se jedná o "přímkové vakance" v mřížkových polohách.

[editovat] Šroubová dislokace

Znamená deformaci části mřížky, která se projeví hromadným posunem větší či menší skupiny částic oproti jejich poloze v dokonalém krystalu. Lze si to představit tak, že máme objemovou mřížku atomů, kterou uprotřed "nastřihneme" a obě nastřižené části vůči sobě posuneme od sebe o pár atomových vzdáleností. Výsledná mřížka se jeví jako šroubovice. Je to způsobeno zejména tím, že při růstu krystalu se preferují jisté plochy více než jiné.