Nanostrukturalar elementlari. Erkin yuzalar va fazalararo chegaralar

|
Nanostrukturalar elementlari. Erkin yuzalar va fazalararo chegaralar
|
bet | 11/51 | Sana | 19.12.2023 | Hajmi | 2,83 Mb. | | #123700 |
Bog'liq 2017-2422 Tayyor. Nanostrukturalar elementlari. Erkin yuzalar va fazalararo chegaralar
Erkin sirt.Mikro va nanostrukturalarni yaratishda
elementlarning sirt holati muhim ahamiyatga ega.Sutlar bir necha guruhlarga bo'linadi:
- erkin (atomlashtirilgan) sirt: vakuumda hosil bo'lgan va boshqa atomlar bilan ifloslanmagan sirt;
-qoplangan sirt: adsorbsiyalangan qatlam bo'lgan sirt;
–Aloqa yuzasi: aloqada bo'lgan ikkita vositani ajratib turadigan chegara.
Ideal holda barcha bog'lar kristall hajmida to'liq to'ldiriladi.Suzada joylashgan atomlar taranglashgan,aks holda to'yinmagan bog'lar.Bunday to'yinmagan bog'lar sirt qatlamining energiyasini oshiradi.Shuning uchun har qanday qattiq jismning yuzasi tabiiy potensial to'siqdir. .- zaryadlangan atomlar va molekulalar bilan aniqlanadi.Sirt energiyasini kamaytirish uchun sirtga biriktirilgan atomlar joy oʻzgartiradi va shunday joylashadiki, uzilgan bogʻlanishlar soni kamayadi.Vakuum bilan toʻldirilgan kristallarning sirt xossalari bir necha usullar bilan aniqlanadi. yer yuzasiga yaqin joylashgan monoatomik qatlamlar.Yuza rekonstruksiyasi sirt atomlarining uzilgan aloqalarini qayta tiklash natijasidir (1 .8-rasm). Kristal uchun sirt energiyasining minimal qiymatiga mos keladigan optimal tartib mavjud
1.8-rasm. Kristalning sirtini qayta tiklash.
Oklar atomlarning siljish yo'nalishlarini ko'rsatadi
Kovalent yoki antiion bog lari uzilgan sirt atomlarini ma lum tartibda guruhlash mumkin.Bu holda atomlar orasidagi masofalar hajmdagidan katta yoki kichik bo lishi mumkin. Ular eng yaqin qo'shni sirt atomlarini bir-biriga yaqinlashtiradi va ularning sistema energiyasini kamaytiradi.Bu vaqtda sirtning qayta tiklanishi sodir bo'ladi.Yangi faza atomlarning hajmdagi nisbiy o'rni o'zgarishi va yangi elementar yadrolarning paydo bo'lishi bilan tavsiflanadi. .Rekonstruksiyaning ikki turi mumkin.Konservativ rekonstruksiya jarayonida sirt qatlamidagi atomlar o‘zgarmaydi;rekonstruksiya atomlarning siljishidan iborat.Konservativ bo‘lmagan rekonstruksiya jarayonida rekonstruksiya qilingan substratda bog‘larning qayta tiklanishi natijasida. , atomlarning bir qismi sirtni tark etadi va substratdagi atomlar soni kamayadi. Qayta tiklangan sirtning xarakteristikalari uning elektron xususiyatlariga va boshqa materiallarning epitaksial pastki qatlamlarini keyinchalik cho'ktirishga ta'sir qiladi.
Sirtda adsorbsiyalangan atomlar va molekulalar qattiq jismning hajmiga xos bo'lmagan bog'lanishlarni hosil qiladi. Natijada sirtga yaqin qatlamning atom tuzilishi va shunga mos ravishda fundamental elektron xossalari qattiq jismning hajmi va rekonstruksiya qilingan yuzasi bilan solishtirganda farqlanadi.Shuning uchun modifikatsiyalangan erkin sirt bir-biriga yaqinlashganda. olingan strukturaning xossalari tubdan o'zgaradi.Ya'ni. Bu erda, aniq sirt maydoni va nanostrukturalar uchun muhim bo'lgan parametrni ko'rib chiqaylik.
barcha strukturaviy elementlarning erkin yuzalarining yig'indisi hisobga olinadi. O'lchov birligi – m2/g.
Shuni ta'kidlash kerakki, ionlarning dispersligi nanomateriallar va polimer nanokompozitlarni tavsiflovchi asosiy ko'rsatkichlardan biridir.Disperslik nanozarrachalarning o'lchamlari qanchalik kichik ekanligini ko'rsatadi.
Albatta, agar u elementlarning kattaligiga oshsa, ya'ni dispersiya nisbati qanchalik yuqori bo'lsa, xususiy sirt maydoni shunchalik yuqori bo'ladi.Sususiy sirt maydonining oshishi sirt xususiyatining hajm nisbatidan ko'proq farqlanishiga olib keladi. Shuni yodda tutingki, nanostrukturalarning xususiyatlari asosan sirt xususiyatlari bilan belgilanadi va aniq sirt maydoni muhim parametrdir.
Fazalararo chegaralar.Fazalararo chegaralar turli fizik xossalarga ega bo'lgan materiallar o'rtasida hosil bo'ladi.Yuza bilan aloqa qilgan har bir materialning elektron tuzilishi sirtda mavjud bo'lib, u hajmiga nisbatan har xil bo'ladi. Bu sirt yaqinida elektron, magnit va kimyoviy xossalarning o'zgarishiga olib keladi.Yuza qatlamining qalinligi kontaktga tushgan materiallarning fizik tabiatiga bog'liq.Masalan, elektron xossalari hal qiluvchi bo'lgan qatlamlarning qalinligi quyidagicha aniqlanadi. elektr maydonining ekranlash masofasi. Bu masofa metallar uchun0, 1 nm, yarim o'tkazgichlar üçün~(0,1÷1,0)ϻm dan iborat.O'lcham effektlari ham sirtning umumiy xarakteristikasida muhim rol o'ynaydi.Yarim o'tkazgich materiallarda eng optimal va yaxshi boshqariladigan xususiyatlar monokristallar orasidagi chegaralardir.Buning uchun quyidagi shartlardan biri bajarilishi kerak. monokristal fazalar orasidagi chegaralarda potentsial to'siq hosil bo'lishi:
- kontaktli yarim o'tkazgichlar bir xil tarkibga ega bo'lsa, asosiy zaryad tashuvchilarning turi boshqacha bo'lishi kerak;
- kontaktli yarim o'tkazgichlardagi asosiy zaryad tashuvchilar bir xil turdagi bo'lsa, ularning konsentratsiyasi bir-biridan juda farq qilishi kerak;
- har xil kimyoviy tarkibga ega bo'lgan yarimo'tkazgichlarning panjara konstantalari juda yaqin, ideal holda teng bo'lishi kerak.
U qo'shimchalarning qayta taqsimlanishi natijasidir.Qo'shimchalarning qayta taqsimlanishi aloqa joylariga donor yoki akseptorlik xossalarini beradi.
Har xil kimyoviy tarkibga ega bo'lgan materiallarning kontaktida komponentlarning o'zaro tarqalishi bir necha monoatom qalinligi bo'lgan qatlamlarda sodir bo'ladi.Bunday chegaralarda o'tkir, potensial to'siqlar hosil bo'ladi.Masalan, A3B5 va A2B6 guruh birikmalari geteroepitaksiyani ko'rsatadi. tuzilishi, bu esa uch va to‘rtlik bog‘lanishlarga olib keladi.Bu vaqtda asosiy shartlardan biri kristall panjara hisoblanadi.Bu komponentlar panjarasimon tuzilmalar hosil qiladi.
|
| |