| hlavní stránka | obsah | učebnice | mapa webu | o autorech | rejstřík |
V každém tělese krystalu najdeme obrovské množství stavebních
částic spojených do stavebních jednotek. V 1 cm3
krystalu je to řádově 1023
atomů. Atomy obsazují pravidelné pozice, které jsou uspořádány podle jedné z 230
prostorových grup. Ekvivalentní pozice jsou obsazovány atomy stejného typu.
Tato modelová situace je dosažena pouze v ideálním krystalu, který ale v reálném
světě neexistuje (viz kapitola
1.2.1.).
Ve skutečnosti pracujeme s krystaly reálnými, v jejichž
strukturách najdeme řadu poruch a nepravidelností nejrůznějšího typu. Všechny
takové odchylky od ideálního stavu můžeme označit jako krystalové
defekty. Přítomnosti těchto defektů vděčí krystaly za řada svých fyzikálních
vlastností, jako jsou luminiscence nebo odlučnost.
Defekty v krystalech můžeme obecně rozdělit na:
bodové
lineární
rovinné
Bodové defekty představují chyby, které vznikají na jednotlivých strukturních pozicích. Rozlišujeme tři základní typy bodových defektů:
Substituční
defekt je způsoben tím, že v reálném krystalu se na některých strukturních
pozicích objevují „cizí“ atomy, jejichž rozměr je odlišný od atomu původního.
Kromě toho mohou substituující atomy vytvářet jiný typ vazby nebo být v
jiné valenci. V některých případech se speciální typ „nečistot“ v
krystalech přímo vyžaduje, např. v polovodičových materiálech.
Substituční defekt má obrovský dosah v každé struktuře, stačí si
jen uvědomit, že bude-li krystal o objemu 1 cm3 (1023
atomů) obsahovat 0,1 % „cizích“ atomů, bude těchto atomů řádově 1016.
Pevné
roztoky vytváří bodové defekty na jednotlivých strukturních pozicích,
protože distribuce atomů ve strukturách pevných roztoků je statistická. Příkladem
může být slitina Ag a Au (obrázek19-1), v jejíž struktuře existuje jediná
strukturní pozice a ta je obsazována jednotlivými atomy náhodně, pouze musí
být zachován poměr atomů, aby odpovídal celkovému složení.
Schottkyho
a Frenkelův defekt. Každý krystal obsahuje vakance, což jsou místa, kde
chybí očekávaný atom. Pokud se chybějící atom pohybuje směrem k okraji
krystalu, označujeme jev jako Schottkyho defekt (obrázek
19-2), pokud má
tendenci se posunout do prostoru mezi atomy (intersticiální pozice), výsledek
se označuje jako Frenkelův defekt (obrázek 19-2). Obě poruchy mohou významně
ovlivnit řadu fyzikálních vlastností krystalu. Jedná se především o
rychlost difuse, kdy při vyšších teplotách mohou některé iontové
krystaly vykazovat elektrickou vodivost.
Tyto defekty se projevují v liniích, zpravidla podél osnovy určitých atomů nebo stavebních jednotek.
Hranová dislokace. Pokud je část krystalu posunuta o určitý
vektor vzhledem ke zbylé části krystalu vznikne lineární dislokace (obrázek
19-3).
Šroubová dislokace. Vzniká ze systematického rozmístění
původně lineární dislokace a je vzhledem k hranové dislokaci druhým limitním
případem (obrázek 19-4). Důležitou roli hrají šroubové dislokace při růstu
krystalů.
Svírají-li dvě krystalové domény svými hraničními
plochami velmi malý úhel, vzniká rovinná dislokace (obrázek
19-5). Jiný
typ rovinných dislokací vzniká při kladu vrstev. Může docházet k různým
nepravidelnostem a projevuje se to především u vrstevnatých struktur a
struktur typu ccp a hcp.
Při růstu krystalu nebo při mechanickém tlaku může
dojít ke vzniku dvojčatění, hranice mezi oběma krystaly je rovinným
defektem (obrázek 19-6).
V reálných krystalech se velmi často setkáváme s tím, že celý krystal je složen z malých mozaikových bloků, které jsou vůči sobě pootočeny o velmi malý úhel (obrázek 19-7).