晶體生長第六章界面的微觀結(jié)構(gòu)

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1、第六章界面的微觀結(jié)構(gòu)§1.晶體的平衡形狀1.界面能極圖與晶體的平衡形狀Y(n)—界面能fY(n)dA二最小液體Y(n)二y=常數(shù)球形晶體一一界面能最低的晶面所包圍(低指數(shù)面)§2.鄰位面與臺階的平衡結(jié)構(gòu)1.奇異面(低指數(shù)面、原子密排面、界面能最低的面)鄰位面非奇異面1.鄰位面臺階化鄰位面一臺階（總界面能最低）鄰位面的臺階化§2.臺階熱力學(xué)性質(zhì)1.臺階一一奇異面的一條連續(xù)曲線，線之間則有一個原子的高度差。臺階是起止于晶體邊緣或形成閉合曲線，不會終止在晶面內(nèi)。tg&=az1.臺階棱邊能：單位長度臺階具有的自由能（產(chǎn)生單位長度臺階所作之功）臺階有線張力（棱邊能大?。?，使臺階縮短。2.臺階

2、棱邊能的各項異性一一臺階扭折化k-tgO/h3.臺階的平衡結(jié)構(gòu)臺階上的扭折取決于臺階取向，當(dāng)0=0（臺階和密排方向一致），k-0,這只在Ok時成立。熱漲落可在臺階上產(chǎn)生扭折。臺階的扭折化扭折有正負(fù)號。扭折產(chǎn)生與臺階吸附空位或原子有關(guān)。a+=aa++a"+a°=1a+：產(chǎn)生正扭折機率a-:產(chǎn)生負(fù)扭折機率a°：不產(chǎn)生扭折的機率細(xì)微平衡原理(Theprincipleofdetailedbalancing)求扭折形成能a:20!2扭折b:4①i4扭折一個扭折形成能為①ic:00cr+/a°=a~/aQ=exp(-①i/kT)臺階任意位置產(chǎn)生扭折的總機率(正和負(fù))為：a=+a~=2a°e

3、xp(-O1/kT)臺階有n原子，a為原子間距，臺階長na,臺階上的扭折數(shù)為：n(a++a)扭折平均距離：na由于a*+a_+a°二a°+2a+=1即:1a+a°+a）n①［???“尹p（片）+2}X0?a,?必專呵(詈)T-Ok時，Xo-g扭折密度為零在有限溫度下，臺階上總是存在扭折的（°二0）600KXo~4?5a流體§3.界面相變爛和界面的平衡結(jié)構(gòu)1?光滑界面與粗糙界面晶體原子f振動平均頻率固定熔體原子f振動平均頻率是變化的X二Na/NNa晶體原子1-X熔體X?50%1-X~50%粗糙界面X~0%或1-X~100%光滑界面考察界面自由能的表達(dá)式，求出自由能最低時的Xo就可以判

4、斷粗糙界面或是光滑界面。界面的相對吉布斯自由能關(guān)于X的函藪〔"N流體原子，有Na轉(zhuǎn)變?yōu)榫wAG的變化Na/N界面所具有的相對吉布斯自由能（全部流體界面），求AG關(guān)于X的函數(shù)關(guān)系。Na流體f晶體AG二-A/z+PAV+TAS導(dǎo)出：△G二扎叫NN_心NkTEkTEvNNn-nannaX=Na/N,“=訂號Te：晶體與流體相的平衡溫度。V：晶體內(nèi)部一個原子的近鄰數(shù)。￡o：一個流體原子轉(zhuǎn)變?yōu)榫w內(nèi)部原子引起內(nèi)能的降低。=宓(1-X)+XInX+(1-X)ln(l-X)NkTE界面相變爛（杰克遜因子）（決定材料或材料生長方向）a>2光滑界面a<2耳：?■粗糙界面單原子相變爛無量綱相變嫡晶向，

5、晶體結(jié)構(gòu)