Введение к работе
Актуальность работы»
Работа посвящена исследовании ориентированного роста монокристаллов, где под ориентированный ростом понимается во-первых - преимущественный рост монокристалла в каком либо кристаллографическом направлении и во-вторых - изменение положения кристалла относительно выбранного в пространстве направления- В процессе электроосаждения таким направлением является перпендикуляр к подложке, на которой растут кристаллы.
В первом случае ремается вопрос о возможности управления габитусом свободно растущих кристаллов, а во втором, о получении единичных кристаллов нужным образом ориентированных в пространстве
Для этого изучался свободный и конкурентный рост монокристаллов оксидных вольфрамовых бронз в процессе электролиза расплавов.
Вольфрамовые бронзы это вещества общей формулы А^ W 0^ , где 0<Х<1 , которые образуются в результате включения атомов в основном одно- или двухвалентного металла ( А ) в пустоты И 0,, где часть вольфрама находится в востановленной Форме. В настоянеє время кристаллы вольфрамовых бронз находят при-ненение в различных областях науки и техники -
Существует несколько способов выращивания таких кристаллов , при этом электрохимический способ, в сравнении с другими обладает рядом преимуществ. Он значительно упрощает аппаратурное оформление, снижает температуру процесса, сокращает время получения кристаллов, поддерживает постоянство химического состава в их объеме.
Эти преимущества способствовали мирскому распространению метода для выращивания монокристаллов оксидных бронз- Однако, несмотря на это, до настоящего времени отсутствуют работы, в которых электролиз расплавов использовался бы для управления габитусом кристаллов и очень мало работ по получении единичных кристаллов определенной ориентации.
Решение обеих задач важно как с научной, так и с практической точек зрения, поскольку перспективы развития многих отраслей техники связаны с получением кристаллов имеющих не-
обходимую Форму и ориентацию в пространстве.
Часть представленной работы посвящена получению единичных кристаллов с нужной ориентацией и отысканию условий» позволяющих ею управлять. Решение этой задачи позволит получать готовые к использованию устройства (рабочие электроды для ион-селективных датчиков) элементы индикаторов и т-д->. Для получения единичных кристаллов был использован капиллярный метод» при которой из капилляра в результате конкурентного роста нескольких кристаллов» зародившихся на подложке» вывивает лишь один. Необхадииость управления ориентацией этого кристалла в пространстве» в свои очередь потребовала детального рассмотрения механизма развития текстур роста-
Понять» как развиваются текстуры нельзя не расснатривая рост свободно растущих отдельных кристаллов Такин образок обе задачи ориентированного роста в данной работе тесно связаны друг с другом-
Цель диссертации :
разработать методику определения ориентации монокристаллов непосредственно в процессе кх роста при электролизе расплавленных солей»
установить электрохимические параметры» позволяющие управлять габитусом кристаллов,
изучить свободный рост кристаллов оксидных бронз тетрагональной и гексагональной структур»
изучить конкурентный рост кристаллов ка подложке в гальваиостатическои и потенциостатическом рекинах электролиза для кристаллов различных структур и габитуса»
проверить действие механизма "геометрического отбора" в случае развития текстуры роста для кристаллов кубической структуры рамбододекаэдрического габитуса, а такве для кристаллов тетрагональной и гексагональной структур.
Научная новизна :
разработана иетодика определения ориентации монокристаллов непосредственно в процессе их роста при электролизе поливольфраиаткых солей,
установлено» что габитус кристаллов зависит от плотности тока и перенапряаения»
детально изучен свободный рост кристаллов оксидных вольфрамовых бронз тетрагональной и гексагональной структур
в широком диапазоне потенциалов. Установлены интервалы перенапряжений» где кристаллы имеют "характерный" габитус і
выявлены аномальные зависимости скорости роста граней кристаллов от перенапрявения»
высказано предположение о происходящем в растущей кристалле процессе самоорганизации і что приводит к изменению габитуса- Иеханнзпом такой самоорганизации является отбор нежду отдельными блоками по их электропроводности»
установлено» что принцип геометрического отбора выполняется для кристаллов любой структуры если их габитус в процессе роста не изменяется,
подтверздено, что геометрический отбор осуществляется как в сплошной слое, при непосредственном соприкосновении кристаллов» так и без ях соприкосновения- В последнем случае кристаллы олияат друг на друга через поля (электрические, концентрационные).
Научная и практическая ценность:
- предложен новый электрохимический способ выраинваиия
конохристадлов оксидных бронз, позволякиий в несколько раз
сократить время получения кристалла необходимого габитуса н
разнера- Способ основан на установленной в работа зависимос
ти анизотропии скоростей роста от перенапряяения и плотности
тска- На данный способ получено авторское свидетельство на
изобретение-
Апробация работы- Результаты вскедиие в диссертационнуа работу были долоеекы на VII и VIII совещаниях по Физккохяин-чесишн проблеяак кристаллизации (Звенигород 1984,1988 г-Г'), а такие иа 7 Всесоюзной конференции по росту кристаллов (йосква,19Є8г).
Публикация- Осиовїжє результаты диссертации опубликована s девяти научких публикациях (4 статьи в центральной к зару-беяной печати» 1 депонированная рукопись» материалы 3 всесоюзных и иеядународных конференций, 1 авторское свидетельство ва изобретение)-
Объем работы- Диссертация состоит из введения, четырех глаз, кратких выводов я списка цитируемой литературы. Содер-аят 132 страницы машинописного текста» 59 рисунков» 4 таблицы- Библиография внл»чагт 104 наименования.
