1tom - 0145.htm
чины раина работе, затрачиваемой при испарении атома из кристалла; вакансии являются термоактивяро-ванными, а их концентрация экспоненциально убывает нри понижении теми-ры. Однако в квантовых кристаллах в принципе возможно существование т. н, нулевых В.≈ коночной концентрации В. в осн. состоянии кристалла при нулевой темп-ре. В этом случае даже в полностью равновесном состоянии число частиц, образующих реш╦тку, всегда меньше, чем число узлов. При этом в кристалле оказываются возможными два типа движения, один из к-рых характерен для движения частиц в тв╦рдом теле, другой ≈ в жидкости. Движение второго типа может сопровождаться потоком вещества через кристалл при неподвижных узлах кристаллич. реш╦тки. Этот вопрос также связан и с проблемой сверхтекучести в тв╦рдых телах.
Лит. СМ. при ст. Дефектен. А. Э. Мейерович.
ВАКАНСИЯ (от лат. vacans ≈ пустующий, свободный)≈дефект кристалла, соответствующий не занятому частицей узлу кристаллич. реш╦тки. В., как и др. точечные дефекты, являются центрами деформации (ди-латацни): частицы, окружающие вакантный узел, смещаются относительно положений равновесия (в узлах кристаллич, реш╦тки) t что приводит к появлению внутр. поля напряжений вокруг В. На больших расстояниях г от В. поле напряжении убывает как 1/А В объ╦ме совершенного кристалла одиночные В. появляться и исчезать не могут; источниками (и стоками) В. служат поверхность кристалла, границы з╦рен в поликристалле, дислокации. Возможны также процессы образования и уничтожения В. в паре с межузельпым атомом (пары Френкеля). Энергия В. зависит от напряжений в кристалле.
В. могут быть как изолированными, так н входить в состав более сложных образований ≈ связанных состоянии неск. В. (дивакансии, тривакансни и др.), больших вакансионных кластеров и В., связанных с др. дефектами реш╦тки. В. могут обладать зарядом (напр., В., захватившие электрон, центры окраски). В ионных кристаллах относит, концентрации разл. типов В. определяются требованием злектронейтральности кристалла. При равных концентрациях В. положительных к отрицательных ионов В. наз, Шотки дефекта-м н, а нри рапных концентрациях межузольных ионов В. говорят о Френке л я дефектах,
В термодинамич. равновесии равновесная концентрация В. экспоненциально убывает с понижением темперы Т. Однако возможны состояния кристалла с «замороженными» В. Вблизи кривой плавления равновесная концентрация В. обычно достигает 1≈2% от числа атомов. Частицы кристалла, соседние с В., могут совершать термоактивир. скачки на вакантный узел, что приводит к диффузии В. и является одним из механизмов самодиффузии частиц в кристаллах. Коэф, диффузии В., как правило, намного больше, чем у других точечных дефектов, к экспоненциально возрастает с повышением Т. Со сравнительно быстрым движением В. в кристалле связаны сшяшфич, вакапсионные механизмы переноса (диффузии) др. дефектов, напр, дислокаций (в направлении, перпендикулярном плоскости скольжения) it иримосей замещения. Наличие В. существенно влияет на свойства кристалла и физ. процессы (плотность, ионную проводимость, внутреннее трепие, очистку и отжиг кристалла, рекристаллизацию и т. д.). В квантовых кристаллах В. представляют собой квазичастицы ≈ вакансиопы.
Лит. См. при СТ. Дефекты. А. Э. Meufpoew,
ВАКУУМ (от лат. vacuum ≈ пустота) ≈ среда, содержащая газ при давлениях, существенно ниже атмосферного, В. характеризуется соотношением между ср. длиной свободного пробега К молекул газа и размером d, характерным для каждого конкретного процесса или прибора. Таким размером могут быть расстояние между стенками накуумной камеры, диаметр вакуумного трубопровода, расстояние между электродами электро-
вакуумного прибора и т. п. Неличина 1 равна отношению ср. скорости молекулы v к числу Z столкновений, испытываемых ею за единицу времени: эту величину можно также выразить через диаметр молекулы dK и число молекул п в единице объема:
CD
(для электронов Я, в 5≈б раз больше).
В зависимости от величины отношения K!d различают низкий (\\!d -С 1), средний (kid ^ 1), высокий (kid^>\\} В. В низком В. преобладают столкновения молекул друг с другом, в высоком В. преобладают столкновения молекул со стенками камеры. В обычных вакуумных установках и приборах (d≈10 см) низкому В. соответствуют давления р>10а Па (1 мм рт. ст.), среднему В.≈ от W до 1Q-1 Па (1≈10~а мм рт. ст.), высокому В.≈ р<10-1 Па (10~3 мм рт. ст.; табл. 1). В порах или каналах диам. "-1 мкм высокому В. соответствует давление начиная с десятков и сотен мм рт, ст., а в камерах для имитации космич. пространства (объ╦мом в десятки м3) граница между средним и высоким В. порядка 10~6 мм рт. ст.
Та 0 л. 1.≈Характеристики различных степеней вакуума
(с?~1У см)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вакуум
|
|
|
|
|
|
низкий
|
средний
|
высокий
|
сверхвысокий
|
|
|
|
Диапазон
|
|
|
|
|
|
|
|
даилений, Па
|
|
|
|
|
|
|
|
(мм рт. ст.)
|
106≈ 133
|
133≈ 1.33Х
|
1,33-10-'≈
|
«1,33 10-е
|
|
|
|
|
(750-1)
|
X Ю ~1
|
≈ 1.33-10-*
|
(10~и)
|
|
|
|
|
|
(1-ю-3)
|
(10~3 ≈
|
|
|
|
|
|
|
|
≈ 10-')
|
|
|
|
|
Число моле-
|
|
|
|
|
|
|
|
кул и 1 ма
|
102S≈
|
10"≈ Ю1"
|
10 1В≈ 10ia
|
< 10"
|
|
|
|
|
≈ 10"
|
|
|
|
|
|
|
Режим тече-
|
|
|
|
|
|
|
|
ния газа . -
|
ВМПЕЮСТ-
|
Переходный
|
Молекуляр-
|
Молекуляр-
|
|
|
|
|
НЫЙ
|
к молекулярному
|
ный
|
ный
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Понятие сверхвысокого В. связывается не с величиной отношения X/d, а со временем Т, необходимым для образования мономолокулярного слоя газа на поверхности тв╦рдого тела в В., к-роо оценивается цо ф-ле:
T-t|.10-«/p, (2)
где Т] ≈ коэф, захвата частицы поверхностью. Сверхвысоким В. наз. область давлений р<10~8 мм рт. ст., когда т>неск. минут.
Основные составляющие воздуха, за исключением Н20, СО2 и Хе, при комнатной темп-ре ≈ газы, они находятся при темп-ре Т выше критической Гнр и не могут быть переведены в копденсир. состояние повышением давления. При 7"<77 Тх все атм. газы, кроме Н, Не, NC, переходят в жидкое состояние (табл. 2).
Табл. 2-≈Некоторые параметры атмосферных газов при 1»=НОВ Па (750 мм рт. ст.) и Т=273 К
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Число мо-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
леиул, уда-
|
Объ╦м
|
|
|
|
|
|
|
|
ряющихся
|
в сухом
|
|
|
|
Газ
|
Ткр- К
|
Л, (м)-10«
|
i7f {м/с}- Ю-2
|
о поверхность
|
атмосферном вид-
|
|
|
|
|
|
|
|
N,(K-*c-l>)X
|
духе, %
|
|
|
|
|
|
|
|
хю-*1
|
|
|
|
|
Н
|
33,2
|
11,04
|
16,93
|
11,23
|
5-10-*
|
|
|
|
Не
|
5.23
|
17, 53
|
12,01
|
7,1*69
|
5,2-10-*
|
|
|
|
Ne
|
12,42
|
12,42
|
5,355
|
3.550
|
1,8-Ю-"
|
|
|
|
N2
|
12ti
|
5,99
|
4,542
|
3,011
|
78,08
|
|
|
|
ог
|
155
|
6,33
|
4,252
|
2,819
|
20,95
|
|
|
|
А
|
151
|
С, 20
|
3.805
|
2,523
|
0,93
|
|
|
|
СО4
|
У 1)4
|
3,88
|
3,624
|
2.403
|
0,033
|
|
|
|
К
|
2Q<1
|
4.85
|
2,029
|
1.743
|
1, 1-10-»
|
|
|
|
Хе
|
290
|
3,47
|
2,099
|
1,392
|
8,7-10^
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
235
")
}
