Собственные точечные дефекты в аморфных материалах

Собственные точечные дефекты могут возникать как дефекты роста в процессе формирования пленки или затвердевания вещества при стекловании, как наведенные в процессе различного рода внешних воздействий (радиационных, световых, электрических и т. д.) и, наконец, как термические, возникающие в результате теплового движения частиц. Концентрацию и строение собственных

Структура, состоящая из связанных углами тетраэдров SiC>4

Рис. 15.5. Структура, состоящая из связанных углами тетраэдров SiC>4

дефектов определяют температура материала и предварительная термообработка: отжиг, закалка и т. д.

Для аморфных металлов точечные собственные дефекты классифицируются следующим образом [108]:

  • 1. Области локального возмущения ближнего порядка, имеющие дальнодей- ствующие поля упругих искажений. Эти области играют важную роль: в них может происходить аннигиляция свободного объема при перераспределении вакансии в процессе релаксации.
  • 2. Области локального возмущения ближнего порядка, которые могут приводить к локальному сдвигу и вносить вклад в пластическое течение материала при деформации. При гомогенном течении вязкость определяется концентрацией этих узлов в объеме. Если процесс пластической деформации конфигурационно изотропен, концентрация узлов сдвига в равновесном состоянии постоянна. При перестройке порядка типа сдвига свободный объем локально исчезает, то есть ближний порядок восстанавливается и узел перестает быть дефектным. Однако свободный объем не аннигилирует, он перемещается и комбинируется с другими фрагментами, образуя новые узлы сдвига в иных локальных участках.
  • 3. Области локального возмущения ближнего порядка, в которых наблюдается локальное нарушение его конфигурации, то есть области, где имеет место понижение координации или сверхкоординация. Эти области отвечают за процесс протекания диффузии в материале. При из око нфигу рацио ином процессе диффузии равновесная концентрация областей диффузии устанавливается как результат локального исчезновения свободного объема при перестройке областей и их рекомбинации и появления новых областей диффузии.

Точечные дефекты оказывают значительное влияние на электронные свойства аморфных твердых тел. В ионных и полупроводниковых стеклах возрастание длины межатомной связи приводит к тому, что энергия связи уменьшается. Как следствие, возможен разрыв связи, то есть локальное возрастание межатомного расстояния до величины, при которой атомы можно считать невзаимодействующими. В результате появляются несвязанные носители заряда и локальные уровни в запрещенной зоне. Понижение или повышение координации приводит к аналогичным эффектам. Наличие большого числа несвязанных носителей заряда неизбежно вызовет сужение запрещенной зоны.

Важное отличие точечных дефектов в аморфных стеклообразных материалах от точечных дефектов в кристаллах состоит в том, что в аморфных материалах они остаются полностью или частично связанными с сеткой неупорядоченной структуры. Образование же точечного собственного дефекта в кристалле сопровождается удалением атома из регулярного положения либо в нерегулярное (дефект Френкеля), либо на поверхность (дефект Шоттки), при этом разрываются все связи данного атома.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >