Krystalová porucha

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

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, dochází v okolí poruchy k deformaci krystalové mřížky (např. atomy se posunují směrem k neobsazenému místu v mřížce).

Bodová porucha[editovat | editovat zdroj]

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

Vakance[editovat | editovat zdroj]

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.

Vlastní částice v intersticiální (mezimřížkové) poloze - Frenkelova porucha[editovat | editovat zdroj]

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.

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

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

Příměs v intersticiální poloze[editovat | editovat zdroj]

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.

Dislokace mřížky[editovat | editovat zdroj]

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

Hranová dislokace[editovat | editovat zdroj]

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.

Šroubová (spirálová) dislokace[editovat | editovat zdroj]

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 uprostřed "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.

Plošné poruchy[editovat | editovat zdroj]

Hranice zrn[editovat | editovat zdroj]

Porucha vzniká nahromaděním dislokací v místě krystalografických rovin.

Vrstvová porucha[editovat | editovat zdroj]

Vzniká nahromaděním vakancí důsledkem velkého množství nečistot v krystalu.

Prostorové (objemové) poruchy[editovat | editovat zdroj]

Vznikají velkým počtem dislokací.

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]

Krystalografie (seminární práce)

Úvod do krystalografie a strukturní analýzy (diplomová práce)

Úvod do mineralogie (internetová učebnice)

Reference[editovat | editovat zdroj]