и
л героя и JfpoTKVKcimocTb L дислокац. источника определяют ранброс значений скорости роста кристаллографически идентичных граней (или одной и той же грани} в одинаковых условиях* В процессе роста грани точка выхода не перпендикулярной ей дислокации смещается и может достигнуть одного из р╦бер. После этого ступень исчезает. Дальше К. ид╦т лишь пут╦м двумерного зарождения, и скорость роста при малых пере охлажден и-
Рис, 10. Интерференционные полосы от вшдиналыюго холмика на грани призмы кристалла ADP (рост из водного растпора).
ях падает {но кранной морс в неск. раз при К. из раслла ва и на неск. порядков при К. из раствора). Из-за относительно малых значений линейной энергии ступеней на границе кристалл ≈ расплав и отсутствия проблемы доставки кристаллизующегося вещества р└, f>t и Л на песк. порядков вышо, чем для К. из растворов и газовой фазы.
Ввиду малой плотности газовой фазы послойная К. из не╦ ид╦т в осн. не прямым попаданием частиц на ступени, а за сч╦т диффузии частиц, адсорбированных на атомно-гладких «террасах» между ступенями. За время между моментами прилипания к поверхности и десорбции такая частица совершает случайные блуждания по поверхности и уходит от точки прилипания на расстояние порядка ср. длины диффузионного пробега Я-5- Поэтому достичь ступени могут лишь частицы, адсорбировавшиеся вокруг не╦ в полосе шириной ~2А,£. Большинство частиц, падающих па поверхность с малой плотностью ступеней, испаряются ≈ коэф. конденсации для таких поверхностей мал. Он приближается к 1 при большой плотности ступеней, т.е. при значит, пересыщенинх. По той же причине скорость К. из газовой фазы даже на одной дислокации квадратично увеличивается с перосыщеыием при малых пересът-щсниях и линейно ≈ при больших. При конденсации молекулярных пучков ступени образуются пут╦м двумерного зарождения в мостах, где иересыщение в адсорбционном слое достигает критического* и потому ср. расстояние между ступенями определяется длиной пробега адсор-биров. частиц.
Подвод вещества к растущей поверхности я от-я вод от не╦ теплоты К. 10-7см мм ограничивает скорость К,, сут когда эти процессы про-0 з текают медленнее поверхностных . Такой диффу-
0,2 ≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈
Рис. И. Наклоны р вициналь-0,1 ных холмиков, образованных двумн разными дислокационными источниками, и зада-2 ваемые ими скорости роста грани В в зависимости от пс-ресыщения о.
поверхностными процессами, характерен для К. из перемешиваемых растворов, из газовой фазы и роста из перемешиваемого расплава кристаллов с высокой энтропией плавления.
Формы роста кристаллов (габитус) определяются анизотропией скорости К. и условиями тепло- и массопере-носа. Кристаллы с шероховатыми поверхностями имеют обычно округлую форму. А т омы о-гладкие поверхности проявляются в виде граней. Стационарная форма кристаллич. многогранника такова, что расстояние от центра до каждой грани пропорционально е╦ скорости роста. В результате кристалл оказывается образованным гранями с мин. скоростями роста (грани с большими скоростями постепенно уменьшаются и исчезают). Они параллельны плоскостям с наиб, плотной упаковкой и наиб, сильными связями в атомной структуре Кристалла. Поэтому кристаллы с цепочечной и слоистой структурой имеют игольчатую или таблитчатую форму. Анизотропия скоростей роста и, следовательно, форма роста кристалла в разл. фазах зависят от состава, Т, ДГ и сильно меняются под действием доверхно-стпо-активных примесей.
Из-за большой скорости поверхностных процессов К. переохлаждение ДГ на атомко-шероховатых поверхностях мало, т.е. Т=Т0 (отсюда назв. изотермы). Плотноупакованные грани с простыми индексами в случае неметаллов часто остаются сингулярными и появляются на округлом фронте К. в виде плос-
лг~ *\ f "∙ "t теГ*
1Т 14 iJ I \j
зионный ргским типичен для К. из расплавов и неаеремшюшасмых. растворов. Высокая скорость К. из расплава лежит в основе всех широко используемых методов выращивания монокристаллов, в к-рых скорость К. задается механич. движением кристалла относительно независимо формируемого теплового поля. Кишггич. режим К., когда скорость К. лимитируется
Рис. 12. Образование плоеной грани на округлом фцонте кристалла (кристалл вытягивается из расплава): и ≈ осевое сечение кристалла с фронтом кристаллизации, вогнутым в сторону кристалла в центре и плоским по периферии; б≈продольное сечение кристалла Si (периферич, оОласть обогащена примесью),
кого среза в форме круга, эллипса или кольца (рис. 12, а) в зависимости от формы изотермы К. Темп-ра вдоль такой граня не постоянна и достигает минимума в точках, наиб, удал╦нных от изотермы Т=Т0. В этих точках наивысшего переохлаждения генерируются слои, определяющие скорость роста грани. Поэтому стационарный размер грани тем больше, чем большее Д21 нужно для е╦ роста со скоростью, равной скорости округлого фронта К. в направлении вытягивания кристалла. Шероховатые и гранные поверхности захватывают разные кол-ва примесей, и кристалл с сосуществующими гранньтми и шероховатыми формами вырастает неоднородным (рис. 12, б).
Если Т в расплаве убывает по мере удаления от фронта К., то фронт неустойчив: случайно возникший на н╦м выступ попадает в область большего переохлаждения, скорость роста вершины выступа становится ещ╦ больше и т. д. В результате плоский фронт распадается на прилегающие друг к другу пластинчатые или игольчатые кристаллы ≈ в сечении, параллельном фронту, возникает полосчатая или ячеистая структура. Ячейки характерны для больших градиентов темп-ры и имеют обычно гексагональную форму независимо от симметрии кристалла (рис. 13). Неустойчивость не совместима с выращиванием совершенных монокристаллов, т. к. вед╦т к захвату включений маточной среды. Сферич.
