| Popis: |
Superionski vodiči kao što su Ag2S i Cu2-xSe omogućuju specifičan način rasta monokristala s kontrolom dotoka atoma metala na površinu kristala u uvjetima konstantne temperature i tlaka pripadnog halkogenida [1]. Pločica metala u kontaktu s polikristaliničnim uzorkom osigurava konstantni dotok atoma metala na drugi, slobodni kraj uzorka. Na toj površini kemijskom reakcijom s halkogenim atomima rastu monokristalna zrna. Na putu rasta postavlja se kapilarno suženje promjera od 50 do 200 μ ; ; ; m sa svrhom da propusti rast samo jednog monokristalnog zrna, te da dominantno kontrolira protok atoma. Uz zadanu cilindričnu geometriju duž osi rasta i uz poznatu jednadžbu difuzije, moguće je vrlo točno izračunati volumnu brzinu rasta kuglastog kristala koji raste na vrhu tanke kapilare. Eksperimentalno su izmjerene volumne brzine rasta desetak kuglastih kristala Cu2-xSe za različite kapilarne otvore i uspoređene s izračunatim vrijednostima iz poznatih geometrijskih parametara. Usporedba otkriva da su izračunate vrijednosti za više od dva puta veće od eksperimentalnih. Pokazuje se da razlog neslaganju leži u specifičnoj strukturi površine kristala ravnotežnog oblika površine (ECS). Površina kristala na temperaturama rasta (do ~830 K) sastoji se od atomski ravnih dijelova (facete) i zaobljenih dijelova. Zaobljeni dijelovi površine sastoje se od atomski ravnih terasa i jednoatomskih stepenica. Površina terasa se smanjuje udaljavanjem od ruba faceta i na većim udaljenostima površina postaje atomski neravna. Stepenice kao rubovi terasa kružnog su oblika, do na temperaturno ovisne fluktuacije njihovog polumjera, i su pune jednoatomskih lomova – ; ; ; kinkova. To su mjesta na površini kristala s kojih ona može izmjenjivati atome s okolinom bez promjene lokalne površinske energije. Uzevši u obzir anizotropiju tenzora krutosti ECS površine, vremenske oscilacije brzine rasta faceta okomito na površinu faceta, te univerzalni kritični raspored terasa u ovisnosti o udaljenosti od ruba faceta, predložen je jednostavni model rasta ECS kuglastog kristala. Temeljem pretpostavke da se rast odvija samo na kinkovima omogućeno je bitno bolje slaganje izračunatih i eksperimentalnih vrijednosti volumne brzine rasta. [1] Z. Vučić and J. Gladić, J Crystal Growth, 205, 136 (1999). |
