Главная > Физика > Физика дифракции
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

ГЛАВА 18. Протяженные дефекты

18.1. Введение

По вопросам, относящимся к протяженным дефектам, которые встречаются в большинстве типов кристаллов, существует обширная литература. Эти дефекты имеют фундаментальное значение при рассмотрении физических и химических свойств твердых тел и играют важную роль в технологии. Наиболее простые и хорошо известные дефекты — это дефекты упаковки, двойники и различные виды дислокаций. Сюда можно добавить также кластеры дефектов, агрегаты примесей, двумерные скопления отдельных атомов, как в зонах когерентные и некогерентные фазы, скопления вакансий, пустоты, центры упорядочения и т.д.

Мы хотели бы здесь сделать немного больше, чем проиллюстрировать то, как такие дефекты можно изучать дифракционными методами; ограничимся при этом дефектами упаковки и дислокациями.

До сих пор существовало два главных пути изучения данных дефектов. Исторически первый и по-прежнему важный метод — это наблюдение растяжения рефлексов или диффузного рассеяния на дифракционных картинах. Классические примеры таких дифракционных картин дают структуры с плотной упаковкой, когда гексагональные плотноупакованные атомные плоскости уложены с нарушением регулярности чередования двух плоскостей в гексагональной структуре с плотной упаковкой или чередования трех плоскостей в кубической структуре с плотной упаковкой. Могут быть нарушения в том или ином типе последовательности атомных плоскостей и даже почти полная беспорядочность при переходе от одного типа последовательности к другому. В обратном пространстве результатом этого будут непрерывные линии рассеивающей способности, перпендикулярные плоскостям плотной упаковки и проходящие через некоторые точки обратной решетки. Первоначальный анализ был выполнен на дефектах упаковки гексагонального кобальта [395], но затем последовали другие примеры, и было обнаружено, что аналогичные эффекты существуют для целого ряда структур металлических и неметаллических материалов [172, 388].

Анализ природы дефектов и их распределения при расшифровке дифракционных картин в кинематическом приближении требует статистического усреднения по большому числу дефектов. Исходя из дифракционных интенсивностей, можно вывести и попытаться расшифровать обобщенную функцию Паттерсона При этом можно воспользоваться построением «дерева вероятностей» (см. [388]) или формально более элегантными матричными методами, развитыми, например, Хендриксом и Теллером [193] и Какиноки и Комурой [239, 240]. Мы решили изложить здесь несколько отличный метод, в котором используются вероятности появления различных типов дефектов упаковки в структуре.

В 50-х годах благодаря широкому развитию электронной микроскопии стало возможным изучение отдельных дефектов в тонких кристаллических пленках. Двумерные дефекты дают на снимках полосы. Дислокации выявляются как линии с темным или светлотемным контрастом. В основу интерпретации таких картин была положена по существу динамическая теория дифракции электронов; быстро накапливался опыт изучения конфигураций дефектов и интерпретации их изображений (см. [195]). Несколькими годами позже появились аналогичные данные по наблюдениям дефектов в почти совершенных кристаллах с помощью дифракции рентгеновских лучей в условиях динамического рассеяния [249, 277, 278], а соответствующая теория дифракции рентгеновских лучей была развита на основе работы Като [250, 251 ]. Позже был развит более точный метод для дифракции электронов, основанный на п-волновой динамической теории, и была решена трудная задача получения адекватной динамической теории для несовершенных кристаллов для всех видов излучения (см., например, работы Като [253] и Куриямы [270]. Мы будем следовать этим методам лишь в общих чертах.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление