Аналитические модели низкотемпературных процессов торможения винтовых дислокаций точечными дефектами

• Автор: Самородина, Татьяна Валерьевна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 119 с. : ил

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

1.ПРОЦЕССЫ ТОРМОЖЕНИЯ ДИСЛОКАЦИЙ В КРИСТАЛЛАХ

1.1. Дислокации в кристаллах и их модели

1.2 Модели точечных дефектов.

1.3 Механизмы торможения дислокаций

1.4 Постановка цели и задачи исследования

2. АНАЛИТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДВИЖУЩИХСЯ ВИНТОВЫХ ДИСЛОКА1ЩЙ С ПРИМЕСНЫМИ АТОМАМИ И ЭКСИТОНАМИ В АНЬЕМОТТ А

2.1 Модель взаимодействия

2.2 Расчет мощности потерь энергии дислокации

2.3 Исследование предельных случаев, границы применимости модели

2.4 Выводы.
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДВИЖУЩИХСЯ ВИНТОВЫХ ДИСЛОКАЦИЙ С ПОЛЯРОНАМИ СИЛЬНОЙ И СЛАБОЙ СВЯЗИ
3.1. Модель взаимодействия
3.2 Расчет силы торможения дислокации поляронами сильной и слабой связи .
3.3 Границы применимости модели
3.4 Выводы.
4. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССОВ ИОНИЗАЦИИ ПРИМЕСНЫХ АТОМОВ, ЭКСИТОНОВ ВАНЬЕМОТТА, ПОЛЯРОНОВ СИЛЬНОЙ СВЯЗИ ПРИ ДВИЖЕНИИ ВИНТОВОЙ ДИСЛОКАЦИИ
4.1 Модель процесса
4.2. Расчет силы торможения дислокации.
4.3. Численные оценки для различных типов дефектов.
4.4 Выводы.
5. ИЕРАРХИЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ МЕХАНИЗМОВ ТОРМОЖЕНИЯ
ДИСЛОКАЦИЙ В КРИСТАЛЛАХ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОБЩЕЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Определен диапазон длин волн падающего излучения, характерный для данного явления. Аналитически исследовано взаимодействие диссипативных центров, обладающих непрерывным спектром (поляроны слабой связи) с дислокационными фононами и получена зависимость силы торможения от скорости дислокации и температуры. Математическая модель процесса торможения движущихся винтовых дислокаций несколькими типами центров рассеяния: примесными атомами, экситонами Ванье-Мотта, поляронами сильной и слабой связи в ионных и ковалентных кристаллах. Аналитический метод исследования модели, позволивший рассчитать константу и силу торможения дислокации рассеивающими центрами с дискретным энергетическим спектром и доказавший, что сила торможения дислокации примесными атомами обратно пропорциональна квадрату скорости дислокации. Предсказанный в ионных и ковалентных кристаллах фотопластиче-ский эффект, заключающийся в зависимости критического напряжения сдвига в кристалле от дозы воздействовавшего на него излучения и установленный факт пропорциональности силы торможения дислокации и критического напряжения сдвига кристалла корню квадратному из интенсивности излучения. Результаты аналитических расчетов диссипации энергии при торможении дислокации рассеивающими центрами с непрерывным спектром (поля-роны слабой связи) и установленная прямая пропорциональность силы торможения от скорости дислокации. Теоретическая и практическая значимость работы. Впервые создана и исследована математическая модель процесса торможения дислокации различными типами рассеивающих центров. В процессе анализа построенной математической модели была разработана методика расчета критического напряжения сдвига кристалла как функции характеристик воздействовавшего на кристалл излучения. Практическая значимость полученных результатов связана с широким использованием материалов, для которых в диссертационной работе осуществлялось моделирование. Ковалентные кристаллы полупроводников используются в качестве активных элементов приборов в различных областях электроники, в компьютерах, в лазерной технике. Ионные кристаллы находят применение в акустоэлектронике в качестве элементов оптических систем (линзы, призмы, окна лазеров) и датчиков излучений для ядерной физики, космических исследований и медицины. В процессе изготовления из данных материалов приборов при технологических операциях монокристаллы подвергаются механическим воздействиям, которые приводят к локальной пластической деформации. В связи с этим актуально прогнозирование свойств кристаллов на основе сведений об их строении и характеристиках воздействий. Апробация работы. Саратов, г. Международной научной конференции студентов и аспирантов (Новосибирск, ), научно-технической конференции "Материалы и изделия из них под воздействием различных видов энергии" (Москва, ), межвузовской конференции "Спектроскопия и физика молекул" (Саратов, ), на 9 межнациональном совещании "Радиационная физика твердого тела" (Москва-Севастополь, ), на 7 Международной конференции "Математика. Компьютер. Образование" (Дубна, ), Международном междисциплинарном научном семинаре и осенней школе молодых ученых " Лазерная физика и спектроскопия " (Саратов, ). Публикации. По теме диссертации имеется опубликованных научных работ [6-7]. Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю д. А.Н. Сальникову и научному консультанту к. С.Г. Гестрину за постоянное внимание и помощь на всех этапах работы, а также всему коллективу кафедры Прикладной физики СГТУ. Дислокации в кристаллах и их модели. Существует два типа линейных структурных дефектов в кристаллах -краевые и винтовые дислокации. Краевая дислокация представляет собой край оборванной в кристалле атомной полуплоскости (рис. Рис. Винтовая дислокация образуется в результате деформации кристалла, изображенной на рис 1. Рис. Для описания свойств дислокаций в настоящее время разработан ряд теоретических моделей. Вначале рассмотрим заряженные дислокации [-]. Модели заряженных дислокаций, известные в настоящее время, образуют две группы.