Постоянная решётки
Постоя́нная решётки, или, что то же самое, параметр решётки — размеры элементарной кристаллической ячейки кристалла. В общем случае, элементарная ячейка представляет собой параллелепипед с различными длинами рёбер, обычно эти длины обозначают как a, b, c. Но, в некоторых частных случаях кристаллической структуры, длины этих рёбер совпадают. Если к тому же, выходящие из одной вершины рёбра равны и взаимно перпендикулярны, то такую структуру называют кубической, структуру с двумя равными рёбрами, находящимися под углом 120 градусов, и третьим ребром, перпендикулярным им, называют гексагональной.
Вообще говоря, параметры элементарной ячейки описывается 6-ю числами: 3-мя длинами рёбер и 3-мя углами между рёбрами, принадлежащими одной вершине параллелепипеда.
Например, элементарная ячейка алмаза — кубическая, и имеет параметр решётки 0,357 нм при температуре 300 К.
В литературе обычно не приводят все шесть параметров решётки, только среднюю длину рёбер ячейки и тип решётки.
Размерность параметров решётки a, b, c в СИ — метры, величину, ввиду малости, обычно приводят в нм или ангстремах (1 A = 0,1 нм).
Параметры решётки могут быть экспериментально определены методами рентгеноструктурного анализа (исторически первый метод, развитый в начале XX века) или, начиная с конца XX века, — атомно-силовой микроскопией. Параметр кристаллической решётки может использоваться в качестве природного эталона длины нанометрового диапазона.[1][2][3]
Параметры решётки важны при эпитаксиальном выращивании тонких монокристаллических слоёв другого материала на поверхности иного монокристалла — подложки. При значительной разнице параметров решётки материалов трудно получить монокристалличность и бездислокационность наращиваемого слоя. Например, в полупроводниковой технологии, для выращивания эпитаксиальных слоёв монокристаллического кремния, в качестве гетероподложки обычно используют сапфир (монокристалл оксида алюминия), так как оба имеют практически равные постоянные решётки, но с разным типом сингонии, у кремния — кубическая типа алмаза, у сапфира — тригональная.
Содержание
Слоистые полупроводниковые гетероструктуры
Постоянство параметров решётки разнородных материалов позволяет получить слоистые, с толщиной слоёв в единицы нм сэндвичи разных полупроводников. Этот метод обеспечивает получение широкой запрещённой зоны во внутреннем слое полупроводника и используется при производстве высокоэффективных светодиодов и полупроводниковых лазеров.
Согласование параметров решётки
Обыкновенно, параметры решётки подложки и наращиваемого слоя выбирают так, чтобы обеспечить минимум напряжений в слое плёнки.
Другим способом согласования параметров решёток является метод формирования переходного слоя между плёнкой и подложкой, в котором параметр решётки изменяется плавно (например, через слой твёрдого раствора с постепенным замещением атомов вещества подложки атомами выращиваемой плёнки, так чтобы параметр решётки слоя твёрдого раствора у самой плёнки совпадал с этим параметром плёнки).
Например, слой фосфида индия-галлия с шириной запрещённой зоны 1,9 эВ может быть выращен на пластине арсенида галлия с помощью метода промежуточного слоя.
См. также
- Триклинная сингония
- Моноклинная сингония
- Ромбическая сингония
- Тетрагональная сингония
- Кубическая сингония
Примечания
- ↑ R. V. Lapshin (1998). «[www.lapshin.fast-page.org/publications.htm#automatic1998 Automatic lateral calibration of tunneling microscope scanners]» (PDF). Review of Scientific Instruments (AIP) 69 (9): 3268-3276. DOI:10.1063/1.1149091. ISSN [worldcat.org/issn/0034-6748 0034-6748].
- ↑ R. V. Lapshin (2015). «[www.lapshin.fast-page.org/publications.htm#approach2015 Drift-insensitive distributed calibration of probe microscope scanner in nanometer range: Approach description]» (PDF). Applied Surface Science (Elsevier B. V.) 359: 629-636. DOI:10.1016/j.apsusc.2015.10.108. ISSN [worldcat.org/issn/0169-4332 0169-4332].
- ↑ R. V. Lapshin (2016). «[www.lapshin.fast-page.org/publications.htm#virtual2016 Drift-insensitive distributed calibration of probe microscope scanner in nanometer range: Virtual mode]» (PDF). Applied Surface Science (Elsevier B. V.) 378: 530-539. DOI:10.1016/j.apsusc.2016.03.201. ISSN [worldcat.org/issn/0169-4332 0169-4332].
|
Это заготовка статьи по физике. Вы можете помочь проекту, дополнив её. |
<imagemap>: неверное или отсутствующее изображение |
Для улучшения этой статьи желательно?:
|
