Файл: Аммер, С. А. Нитевидные кристаллы (получение, механизмы и кинетика роста) учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 76
Скачиваний: 0
2 3 5
Кинетические особенности кристаллизации по механизму
|
|
ПЕГ |
|
Кинетика роста НК по рассматриваемому механизму исследо |
|||
вана весьма |
ограничено. |
Можно сослаться |
на работы Гиваргизова |
[831,832] |
, в которых |
получены экспериментальные данные о |
|
зависимости скорости роста НК кремния от |
пересыщения (рис.40а) |
||
и температуры процесса. |
Обращает на себя |
внимание тот факт, |
|
что с уменьшением диаметра усов скорость их роста также замет но уменьшается.
Можно предположить, что НК с большими диаметрами захваты вают больше вещества из газовой фазы, обедняя атмосферу, пита ющую меньшие усы. Однако автором [830] убедительно показано,
что это не так. Уменьшение скорости роста с уменьшением диамет ра кристаллов обусловлено изменением поверхностной энергии,
а решающими будут не процессы, протекающие в газовой или жидкой фазе, а на мекфазной границе жидкость-кристалл. В связи с тем,
что дислокации не играют важной роли при кристаллизации по П1Т - механизму, можно предположить, что рост НК в данном случае происходит путем послойного наращивания материала на вершине из пересыщенного раствора капли через образование дву мерных зародышей [859] . В области малых диаметров начинает проявлять себя эффект Гиббса-Томсона и,вследствие увеличения химического потенциала под вогнутой поверхностью капли,рост НК тормозится. Как уже ранее говорилось, при достижении неко торого критического значения диаметра НК рост их прекратится и величина укажет критический диаметр зародыша при данном пе ресыщении и температуре.
- 236 -
рис.40 Зависимость скорости роста НК кремния от диаметра при разных пересыщениях 1.832] .
|
|
|
|
|
|
- |
237 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если перестроить экспериментальные данные рисунка в |
||||||||||||||
координатах |
\ff - |
1/^ , |
то |
они хорошо |
укладываются |
на |
прямые |
||||||||
(рис.406). |
Значения |
диаметра |
d , |
при которых скорость |
роота |
||||||||||
j .« 0 |
, |
дает |
оСкр . |
Зная |
с Ц Р |
и предполагая квадратичную |
|||||||||
зависимость |
скорости |
роста |
от |
пересыщения |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
i |
- |
j* 6'* |
|
|
|
|
|
|
|
(1 1 9 ) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
что справедливо для |
послойного роста [860] , |
можно определить |
|||||||||||||
аффективнее |
пересыщение в газовой |
фазе |
см.формулу |
(118) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(120) |
|
)/и S2 |
сч и таю тся |
и зв е с тн ы м и . |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
К и н ети ческ и й |
коэф ф ициент |
к р и с т а л л и за ц и и |
р |
, |
которы й |
|||||||||
н е с е т |
важную |
информацию |
о |
к и н ети к е |
п р о ц е с с а |
[8 6 0 ] |
, |
может |
|||||||
бы ть |
так ж е |
о п р е д е л е н |
по |
н акл о н у прямых |
( р и с . 4 0 б ) . |
Е сли |
и з в е о т - |
||||||||
н а т а к ж е т е м п е р а т у р н а я за в и с и м о с т ь р , т о п р е д с т а в и в э к с п е
р и м ен тал ьн ы е |
данны е |
в к о о р д и н а та х |
|
- |
1/1, |
можно о п р е д е |
||||
л и ть |
и анергию а к т и в а ц и и |
п р о ц е с с а |
к р и с т а л л и з а ц и и . |
|
||||||
|
Т ак и е и зм ер ен и я |
были |
|
п ровед ены |
[ 8 3 1 ,8 3 2 ] |
д л я |
ИХ к р ем н и я |
|||
при |
и с п о л ь зо в а н и и з о л о т а |
в |
к а ч е с т в е |
р а с т в о р и т е л я . |
К и н ети ч еск и й |
|||||
коэф ф иц и ент |
к р и с т а л л и за ц и и |
си л ьн о |
з а в и с и т |
о т т е м п е р а т у р ы : |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Т абл и ц а |
2 3 . |
|
|
Т°,С |
|
|
|
|
?“ , ТС" V v /сек |
|
|||
|
930 |
|
|
|
|
|
|
3,7 |
|
|
|
970 |
|
|
|
|
|
■7 - 9 |
|
|
|
|
.1010 |
|
|
|
|
|
|
1 6 ,2 |
|
|
|
1050 |
|
|
|
|
|
|
4 9 ,2 |
|
|
|
1090 |
|
|
|
|
|
|
8 0 ,0 |
|
|
2 38
Величина энергии активации процесса кристаллизации из раство ра жидкой капли на вершине НК оказалась ~ 4 8 ккал/ноль.
Интересные данные по зависимости осевой и радиальной скоростей роста НК германия и кремния (ПЕТ - механизм) от тем пературы и пересыщения получен в работе [857] . Однако,из-за неблагоприятных условий кристаллизации, обусловленных нали чием большого градиента температур, их анализ затруднен.
Таким образом, несмотря на большое количество работ, посвя щенных росту ПК, количественных исследований мало. Связано это в основном с трудностями проведения микроскопических наб людений за процессом кристаллизации. Однако.,без таких исследо ваний невозможно дальнейшее продвижение в разработке механиз мом и технологических условии выращивания НК с заданными свой ствами.
239
ЛИ Т Е Р А Т У Р А
1. Надгорный Э.М., Ооипьян D.A., Перкас М.Д., Розенберг B.U.
УфН, 1959, 62, 625.
2.Надгорный Э.М. УОН, 1962, 77, 201.
3. Овсипвнко Д.Е. Укр.фив.*., 1959, 4, 545.
4. Одинг И,А., Горденко Л.К., Копьвв И.И. Тр.ИМЕТ, 1963,
вып. 13,87'.
5.Торопов Н.А., Барваковский В.П. Высокоеемпературная хииня силикатных и др.окисных оистем. Иэд-во АН COOP, 1963,
гл.П, 245. ,
6. Будников П.П., Сандулов Д.Б. 1.Всес.Хии.общ-ва им.Менде леева, 1965, 10, 506.
7. |
Иванова В.С., |
Гордиенко Л.К., |
Новые пути повышения проч |
|||||
|
ности металлов. Изд."Наука", |
U ., |
1964, |
гл .4 , 97. |
|
|||
в. |
Бокитейн C .S ., Светлов И . |
Нитевидные |
кристаллы |
и их |
||||
|
свойства. ОНГИ, II., 1966. |
|
|
|
|
|||
9. |
Бокшейн C .S ., Кивкян О .Т., Светлов И.Л. Изв.АН СССР |
|||||||
|
Неорганические материалы, 1967, У, 157. |
|
|
|||||
10. |
Hardy Н.К. Progress in Metal |
P h y s ic s .1956,£. (РУССК.Пвре- |
||||||
|
вод в кури. |
Успехи физики металлов.I960, 3, 53). |
|
|||||
И . |
Brenner S .S . |
S cien ce, 1958, |
128 . |
569. |
|
|
||
12. |
Coleman R.V., Met. |
Rev. Д-9б4» |
£ , |
261. |
|
|
||
13. |
Hartmann E ., Jesensky B. Mogyar. |
f i e f o ly o iz a t . |
1 9 6 3 ,1 1 ,4 Ц |
|||||
1 4 . |
Blaha |
P . P re ib e rg e r Forschungsh. |
I960, |
В, Ж 50,.. 145. |
||||
15. |
Gordon |
J .E . |
B rit. |
Commune and E lec tr o n .I960, J , |
102; |
|||
Endeavour. 1964, '2Д, 8.
240
16. L/orn.yttere л. ilcv. |
questions |
ecient. |
1962, |
2j3 , |
3 7 7 . |
||||||||||||||||
17. Иритоко |
Осаму, Нагакура Сигэмаро. Нихон киндзоку гаккай |
||||||||||||||||||||
|
пайхо, |
|
B u ll, |
Jap. |
In s t, |
m etals, |
1971, |
10, |
004. |
|
|
||||||||||
IB. |
Jonty |
t i . , |
Ke^ir. iii. J . |
PHys., |
1964, |
2£, |
208. |
|
|
||||||||||||
19. |
l.enrcr It. P. |
''einwerkte.clmic, |
1970, |
7 4 , |
|
141. |
|
|
|||||||||||||
20. Косида |
|
Карзухико. Киндзоку буцури, |
ketal |
вьуп .,1959,5,187 |
|||||||||||||||||
2 1 . |
i.ior, .(jiithal |
£. |
i.eue |
tlUt tc.1967. IP. |
601. |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Татибанадака Сигэеси, |
Киси |
Киеси, |
Канэко |
Аки.Ядзима |
||||||||||||||||
|
Киеси. |
|
Киндзоку Дзайре, |
|
...stalls |
bn;:. , 1 9 6 9 , |
i , |
1 7 . |
|||||||||||||
2 ) . |
I'ram.rcn ... , |
... c ils d its . ii . , |
borehex-e |
II. |
к. к t a l l s ,1965,19,42 3 |
||||||||||||||||
24. |
'irov.tn |
|
and |
I'o rfe c tio n |
o f C ry o t-ils . |
proc. |
I n t e r n e t , |
con ir |
|||||||||||||
|
on |
c r y s t a l |
L'X’Owth. |
OiK'porr.vtowii. i.ew-York, Ли.:. 1958. |
|||||||||||||||||
|
iid. |
ii.ii.borei.iun, |
‘5.V. ..lo b o rls , |
1». j'u rn b u ll. |
h -Y , J . .71 l e y ; |
||||||||||||||||
|
iondon, |
Chapman |
■ H a ll . |
I45<;. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
25. |
Ceramic |
c-tni '.'.raohi le |
Piboro |
and „ h io k e ro , |
v . l . |
..-Y-London |
|||||||||||||||
|
Acad. |
P re s s , |
|
1965. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
26. |
The |
Art |
arid |
,>cj once |
of tJrotvth |
Cryv t r I s . |
|
ad. <j . J . Oilman, |
|||||||||||||
|
J . ..ile y . inc |
1,-Y-London, |
i9o3 |
(русск.перевод "Теория и |
|||||||||||||||||
|
практика выращивания |
кристаллов" |
под ред.Д.Е.Темкина |
||||||||||||||||||
|
и Е.И.Гиваргизова. |
Изд.Металлургия, U., 1968). |
|
|
|||||||||||||||||
27. |
'«hioker |
'lechnoJorj. |
i.d.A .i'. J.ev,-1 t t . |
0 .'..iley, .\-Y-ior,don- |
|||||||||||||||||
|
-oydney-i'oronto, |
1 9 7 0 |
( русск.перевод |
"Конокристальные |
|||||||||||||||||
|
волокна |
и армированные ими материалы" |
под ред.А.Т.Тума |
||||||||||||||||||
|
нова. |
Изд.Мир, М., |
1973). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
28.Бережкова Г.В. Нитевидные кристаллы. Изд. Наука.К.,1969.
29.Палеев П.Н. Свойства и гинезис природных нитевидных кристаллов и их агрегатов. Изд.Наука. К .,1971.
3 0 . Сб.Нитевидные кристаллы и неферроыагнитные пленки, ч,1. Труды I научной конференции, Воронеж, 1969, изд.ВПИ,1970.
гщ
31.Копьев И.М. Исследование условий получения кинетики роста и прочностных свойств нитевидных кристаллов. .
Автореферат канд.диссерт. Н.., 1962.
32.Светлов И.Л. Мето-ика и результаты исследования пласти ческой дефориации в нитевидных кристаллах. Автореферат канд.диссерт. И., 1964.
33.Бережкова Т.В. Исследование образования реальной струк туры и свойства нитевидных кристаллов. Автореферат канд.
дисеерт.'М ., 1964.
34.Ампер С.А. Исследование некоторых физико-иеханических свойств и структуры нитевидных кристаллов. Автореферат
канд.диссерт. Воронеж, 1966.
35.Суриава Г.Г. Исследование диффузии в нитевидных кристал лах. Автореферат канд.диссерт. Тбилиси, 1966.
36.Захарова Н.В. Исследование условий выращивания, прочнос ти и пластичности нитевидных кристаллов кадмия и цинка.
Автореферат канд.диссерт. ИГУ, 1967.
37.Яушнир И.П. Исследование движения дислокаций в нристаллах железа. Автореферат.канд.диссерт. М.,1966.
38.Косилов А.Г. Исследование пластической деформации и воз
врата нитевидных ^металлов меди и железа. Автореферат
канд.диссерт. Воронеж, 1967. |
Г |
39.Михайловский И.М. Автоионномикроскопическое исследование дефектов решетки и мехагшческих свойств микрокристаллов вольфрама. Автореферат канд.диссерт. Киев, 1968.
40.Хартман Э. Исследование влияния примесей на рост и физичес
кие свойства НК , вьращенных из раствора. Авторефе
рат канд.диссерт. МИСиС, 1968.
242
41.Щетинин А.А. Исследование условий роста и некоторые свойства нитевидных кристаллов корунда. Автореферат канд.диосерт., Вороне», 1969.
42.Воронин В.А. Исследование процесса получения арсенида индия из газовой среды. Автореферат канд.диосерт.
Львов, 1970.
43.Андронов В.И. Механические свойства и внутреннее тре ние HR хеди. Автореферат канд.дисоерт.Харьков, 1967.
44.Назарова М.П. Исследование кинетики роста, структуры
и механических свойств НК сапфира. Автореферат канд.
диосерт. М., 1970.
43.Богоявленская Г.П, Исследование условий выращивания,
морфологии, механических и электрических свойств НК,
германия. Автореферат канд.диооерт,, Вороне», 1971.
46.Иоокаленко А.Г. Исследование пластической деформации и внутреннего трения в НК корунда. Автореферат канд.
диссерт., Вороней, 1971.
47.Кутаков К.С. Исследование условий кинетики роста, мор фологии и отруктуры НК корунда и карбида кремния.
Автореферат канд.дисоерт., Вороне», 1971.
48.Колтунов В.И. Некоторые условия возникновения центров первичной рекристаллизации в НК меди. Автореферат канд.
диосерт., Воронеж, 1971.
49.Малаев С ,и. Радиационное окрашивание нитевидных кристал лов (щелсшогалоидннх). Автореферат канд. диссерт.,
Томск, 1971.