Флуктуационная теория роста кристаллов из расплавов и растворов

• Автор: Черепанова, Тамара Алексеевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Рига
• Количество страниц: 413 c. : ил

1 глава. АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕОРИИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

1. Моделирование методом Монте-Карло кристаллических поверхностей и роста однокомпонентных кристаллов
2. Кинетические уравнения в теории роста атомарно шероховатых граней однокомпонентных кристаллов

3. Исследования кинетики кристаллизации

бинарных сплавов

4. Феноменологические подходы к изучению морфологической устойчивости межфазной границы кристалл-расплав

2 глава. ОБЩИЙ ПОДХОД К СТАТИСТИЧЕСКОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ

РОСТА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ КРИСТАЛЛОВ

3 глава. ТЕОРИЯ КИНЕТИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ РОСТА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ КРИСТАЛЛОВ

1. Основные уравнения в решеточной модели

2. Анализ аппроксимаций кинетических

уравнений
3. Кинетические уравнения роста монокристаллов со сложной симметрией кристаллических решеток
4. Постановка макроскопической термодиффузионной задачи о движении границы
раздела фаз кристалл-расплав

5. Подрешеточные модели в теории роста многокомпонентных кристаллов
6. Вопросы соответствия статистики решеточных моделей и решения стационарных кинетических уравнений
7. Пространственно-неоднородные решения
в модели Изинга
4 глава. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РОСТА БИНАРНЫХ
КРИСТАЛЛОВ ИЗ РАСПЛАВОВ И РАСТВОРОВ
1. Связь кинетических фазовых диаграмм с микроскопическими параметрами системы
2. Особенности кристаллизации бинарных сплавов, фазовые диаграммы которых
типа сигары
3. Кристаллизация сплавов эвтектического
типа. Рост из расплава
4. Кинетика кристаллизации бинарных сплавов, кинетические фазовые диаграммы которых
с максимумом
5. Рост из растворов бинарных кристаллов с
ионным типом взаимодействия
6. Подрешеточная модель движения ступеней
в различных кристаллографических направлениях на (001) и (ОН)-гранях иттрий-

железистых гранатов
7. Рост кристаллов арсенида галлия из
расплава
8. Особенности морфологии и кинетики роста ГЦК- и алмазного типа граней бинарных кристаллов

9. Кинетика контактных явлений при жидкофазной гетероэпитаксии
5 глава. ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ИЗУЧЕНИЮ ВЛИЯНИЯ
ФЛУКТУАЦИЙ НА КИНЕТИКУ ПРОЦЕССОВ В ДИССИПАТИВНЫХ СИСТЕМАХ
1. Теория возмущения и уравнение Дайсона
2. Временная корреляция спонтанных термодинамически равновесных флуктуаций
6 глава. ТЕОРИЯ НОРМАЛЬНОГО МЕХАНИЗМА РОСТА
КРИСТАЛЛОВ
1. Постановка задачи двумерного зарождения с учетом влияния длинноволновой части
спектра тепловых флуктуаций
2. Получение корреляционных функций плотности числа двумерных зародышей
3. Вычисление поправок к скорости роста кристаллов путем двумерного зарождения
4. Нормальный механизм роста кристаллов
7 глава. ФЛУКТУАЦИОННЫЙ МЕХАНИЗМ ПОТЕРИ УСТОЙЧИВОСТИ
ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА КРИСТАЛЛ-РАСПЛАВ
1. Постановка задачи
2. Описание тепловых флуктуаций границы
раздела фаз кристалл-расплав
3. Оценки для корреляционных функций. Обсуждение результатов
4. Неоднородность распределения легирующей примеси при выращивании монокристаллов германия и арсенида галлия из расплава

Сравнение кривых на рис.(1.7) с теоретическими оценками размера и формы зародыша дает удовлетворительное количественное согласование. Мы хотим отметить лишь качественные результаты. Можно видеть, что с увеличением температуры свободная энергия (представленная наклоном линейных частей кривых) убы-вает до тех пор, пока при Т > Тк и 0 не обнаруживается линейная часть кривых. Это соответствует предполагаемому нулевому значению краевой энергии при Т >ТН , Краевая свободная энергия для ромбической (100) грани меньше, т.е. зародыши будут меньших размеров, а процесс - более быстрым.
Грани гцк (100) растут более медленно, чем грани (100) кристалла Косселя. Однако, как было указано выше, на основе измерений не ясно, зависит ли это от большего значения краевой энергии или от различия множителей А, и А2 , которые могут зависеть от кинетики роста, различной в этих двух случаях.
Поверхностная диффузия влияет на кинетику процесса, но в принципе не на размер и форму зародышей. Следовательно, наклон линейной части кривой 1п Й , зависящей от останется неизменным. Однако остальные характеристики кривых меняются, т.к. они определяются значениями А/ и А2. Это имеет место особенно при высоком пересыщении, когда поверхность настолько шероховата, что растет по нормальному механизму роста [43]: скорость роста здесь значительно выше при учете поверхностной диффузии. Тем не менее, в [13] было отмечено (правда, небольшое) влияние поверхностной диффузии на сам зародыш. Это было интерпретировано как следствие того, что при температурах, близких, но ниже Тк , в процессе роста не достигается локально равновесное состояние и, следовательно, зародыш имеет большее значение свободной краевой