Реальная структура тонкопленочных кристаллов селена тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Малков, Андрей Вячеславович АВТОР
кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Екатеринбург МЕСТО ЗАЩИТЫ
2001 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.04.07 КОД ВАК РФ
Диссертация по физике на тему «Реальная структура тонкопленочных кристаллов селена»
 
 
Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Малков, Андрей Вячеславович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ ПО РЕАЛЬНОЙ СТРУКТУРЕ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ КРИСТАЛЛОВ.

1.1. Реальная структура тонкопленочных кристаллов.

1.1.1. Реальная структура кристаллов.

1.1.2. Реальная структура тонкопленочных кристаллов. Селен.

1.1.3. Влияние температуры кристаллизации на реальную структуру тонкопленочных кристаллов.

1.2. Формирование межблочных границ в тонкопленочных кристаллах

1.2.1. Релаксационно-деформационный способ формирования границ.

1.2.2. Влияние температуры кристаллизации на процесс формирования границ.

1.2.3. Асимметрия образования и кристаллог еометрических параметров межблочных границ.

1.3. Ротационное искривление решетки тонкопленочных кристаллов.

1.3.1. Ротационное искривление решетки вокруг одного направления.

1.3.2. Искривление решетки вокруг двух взаимно-перпендикулярных направлений.

1.3.3. Кристаллы с решеткой искривленной вокруг трех взаимно-перпендикулярных направлений.

1.4. Описание искривления решетки тонкопленочных кристаллов.

1.4.1. Поверхность ориентировок как способ наглядного представления и изучения реальной структуры тонкопленочных кристаллов.

1.4.2. Количественное описание искаженности кристаллической решетки тонкопленочных кристаллов.

1.4.3. Разориентация векторов обратной решетки. Кривизна решетки кристалла.

ГЛАВА 2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Постановка задачи.

2.2. Методика исследований.

2.2.1. Получение тонких аморфных пленок селена.

2.2.2. Методика электронно-микроскопических исследований.

2.2.3. Методика оптических исследований.

ГЛАВА 3. РЕАЛЬНАЯ СТРУКТУРА КРИСТАЛЛОВ СЕЛЕНА, РАСТУЩИХ В АМОРФНЫХ ПЛЕНКАХ ПРИ 180-160°С.

3.1. Межблочные границы вышедшие на фронт роста кристалла с изменяющимся знаком вектора разориентировки.

3.1.1.0 формировании межблочных границ в тонкопленочных кристаллах селена.

3.1.2. Анализ картин контуров в кристаллах с границами вышедшими на фронт роста кристалла. Изменение порядка чередования изгибных контуров вдоль границы.

3.1.3.0 характере изменения в порядке чередования изгибных контуров вдоль границы кручения вышедшей на фронт роста кристалла.

3.1.4. Изменение знака вектора разориентировки вдоль межблочных границ кручения, вышедших на фронт роста кристалла.

3.2. Оборванные границы с изменяющимся знаком вектора разориентировки.

3.2.1. Анализ картин изгибных контуров в кристаллах с оборванными границами. Изменение порядка чередования контуров.

3.2.2. Изменение знака вектора разориентировки вдоль оборванных границ с изменением порядка чередования изгибных контуров.

3.2.3. Особенности разориентировок решетки вдоль оборванной границы кручения с изменяющимся знаком вектора разориентировки.

3.2.4.0 нулевой разориентировке решетки вдоль межблочных границ кручения.

3.3. Упругое ротационное искривление решетки тонкопленочных кристаллов селена.

3.3.1. Анализ картин изгибных контуров исходных кристаллов.

3.3.2. Упругое ротационное искривление решетки кристаллов селена.

3.3.3. Упругое ротационное искривление решетки в кристаллах с зарождающимися границами.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.

ГЛАВА 4. РЕАЛЬНАЯ СТРУКТУРА КРИСТАЛЛОВ СЕЛЕНА, РАСТУЩИХ В АМОРФНЫХ ПЛЕНКАХ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ 150°С.

4.1. Реальная структура кристаллов селена с линейной веерообразной картиной контуров, растущих в аморфных пленках при температуре кристаллизации 150°С.

4.1.1. Картина изгибных эксти нкционных контуров исследуемых кристаллов.

4.1.2. Электронографические исследования реальной структуры кристаллов с линейной веерообразной системой изгибных контуров.

4.1.3. Исследование реальной структуры кристаллов с помощью метода изгибных контуров.

4.1.4. Исследование кристаллов с линейной веерообразной системой изгибных контуров в гониометре.

4.2. Кристаллы с нелинейной веерообразной системой изгибных экстинкционных контуров.

4.2.1. Электронографические исследования реальной структуры кристаллов с нелинейной веерообразной системой изгибных контуров.

4.2.2. Исследования реальной структуры кристаллов с нелинейной веерообразной системой контуров на электронно-микроскопическом изображении с помощью метода изгибных контуров.

4.3. Формирование межблочных границ в процессе роста тонкопленочных кристаллов селена при 150°С.

4.3.1. Межблочные границы в периферийной части кристалла. Прерывистые границы.

4.3.2. Изменение знака вектора разориентировки границ, сформировавшихся в кристаллах, выросших в аморфной пленке селена при температуре 150°С.

4.3.3. К вопросу о формировании боковых границ.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.

ГЛАВА 5. О ИЗМЕНЕНИИ ГЕОМЕТРИИ РЕШЕТКИ

ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ КРИСТАЛЛОВ СЕЛЕНА.

5.1.0 геометрии решетки тонкопленочных кристаллов селена.

5.1.1. Геометрия поверхности ориентировок тонких кристаллов селена и геометрия их решетки.

5.1.2. Непрерывность разориентации искаженной решетки тонкопленочных кристаллов селена. Брэгговские максимумы.

5.1.3. Изменение геометрии искривленной ротационным образом решетки тонкопленочного кристалла селена.

5.2. Методика определения компонент тензора кривизны решетки тонкопленочных кристаллов селена.

5.2.1. Геометрия решетки тонкопленочных кристаллов селена как геометрия двумерного риманова пространства.

5.2.2. Определение кривизны решетки тонких кристаллов селена искривленной ротационным образом.

5.2.3. Методика экспериментального определения кривизны решетки тонких кристаллов селена, искривленной ротационным образом.

5.3. Экспериментальное определениеримановой кривизны решетки тонкопленочных кристаллов селена искривленной ротационным образом

5.3.1. Экспериментальное определение римановой кривизны решетки тонкопленочных кристаллов селена, на электронно-микроскопическом изображении которых наблюдается нелинейная веерообразная система изгибных контуров.

5.3.2. экспериментальное определение римановой кривизны решетки слабосекировидных кристаллов селена.

5.3.3. экспериментальное определение римановой кривизны решетки секировидных кристаллов селена.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5.

ГЛАВА 6. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ КРИСТАЛЛОВ СЕЛЕНА.

6.1. Реальные структуры тонкопленочных кристаллов селена нового типа

6.1.1. Ротационное искривление решетки тонкопленочных кристаллов селена.

6.1.2. Классификация исследованных структур.

6.1.3. Межблочные границы с изменяющимся знаком вектора разориентировки.

6.2. Ротационное искривление решетки тонкопленочных кристаллов.

6.2.1. Анализ картин изгибных контуров. Непрерывная равномерная релаксация упругого искривления решетки кристаллов.

6.2.2. Линейная и нелинейная неравномерная релаксация упругого ротационного искривления решетки кристаллов. Классификация типов релаксации изгиба решетки кристаллов селена.

6.2.3. Особенности формирования межблочных границ в тонкопленочных кристаллах селена.

6.2.4. Изменение знака вектора разориентировки.

6.2.5. О механизме образования межблочных границ в тонкопленочных кристаллах селена.

6.3. Реальная структура тонкопленочных кристаллов селена с римановой геометрией решетки.

6.3.1. Исходная реальная структура кристаллов селена для формирования структуры с римановой геометрией решетки.

6.3.2. Тензор изгиба-кручения и анализ причин формирования реальной структуры кристаллов селена с римановой геометрией решетки.

6.3.3. Явления релаксации упругого ротационного искривления решетки тонкопленочных кристаллов селена и изменение геометрии их решетки от евклидовой к римановой с учетом полимерного строения кристаллов . 172 6.3.4.0 причинах ротационного искривления решетки кристаллов гексагонального селена вокруг оси "С".

 
Введение диссертация по физике, на тему "Реальная структура тонкопленочных кристаллов селена"

Актуальность проблемы. Проблема реального кристаллообразования -одна из важнейших, нерешенных проблем физики конденсированного состояния. Решение данной проблемы имеет как научное, так и практическое значение. Научная значимость решения проблемы реального кристаллообразования состоит в определяющем влиянии реальной структуры кристаллических образований на их физические свойства. Практическое значение решения проблемы реального кристаллообразования вытекает из того, что в практической деятельности, как правило, используются кристаллы, структура которых характеризуется определенной плотностью дефектов. Ярким примером могут служить кристаллы полупроводников, используемые в электронных устройствах.

Развитие такого раздела физики твердого тела как пленочное материаловедение, связанного с широким применением тонких слоев в микроэлектронике, оптике, полупроводниковом приборостроении, делает чрезвычайно актуальным проведение научных исследований реальной структуры тонкопленочных кристаллов. В связи с тем, что исследования реальной структуры тонкопленочных кристаллов могут быть проведены с использованием методов просвечивающей электронной микроскопии, понятна перспективность таких исследований.

Таким образом, исследование реальной структуры тонкопленочных кристаллов продиктовано необходимостью решения как чисто научных задач, так и требованиями резко возросшего практического применения тонких слоев.

Одним из широко применяемых в виде тонких пленок материалом является селен. В то же время тонкопленочные кристаллы селена характеризуются удивительным многообразием типов реальных структур. Данные особенности селена в сочетании с удобным для экспериментальных исследований интервалом температур кристаллизации позволяют использовать селен в качестве модельного объекта для исследования реальной структуры тонкопленочных кристаллов.

В связи с вышеизложенным целью данной работы является:

1) исследование реальной структуры кристаллов, растущих в тонких аморфных пленках селена при различных температурах кристаллизации;

2) анализ на основании полученных результатов процессов формирования реальных структур тонкопленочных кристаллов селена.

Основной методикой выполнения работы является трансмиссионная дифракционная электронная микроскопия в сочетании с анализом картин изгибных экстинкционных контуров, использованием микродифракции и исследованием кристаллов в гониометре. В качестве вспомогательной методики использовались оптические исследования в поляризованном свете.

Основные новые результаты, полученные в работе, заключаются в следующем:

1. Исследованы межблочные границы в тонкопленочных кристаллах селена. Обнаружен и объяснен эффект изменения знака вектора разориентировки со вдоль межблочных границ кручения, сформировавшихся в одной из частей кристалла. Эффект изменения знака вектора разориентировки обнаружен как для оборванных границ, так и для границ вышедших на фронт роста кристалла. Выявлен и объяснен феномен нулевой разориентировки вдоль межблочных границ. Развита модель формирования межблочной границы кручения в тонкопленочных кристаллах селена.

2. Обнаружены новые типы реальных структур тонкопленочных кристаллов гексагонального селена: неоднородное упругое ротационное искривление решетки ромбовидного кристалла вокруг оси "С" с максимумом удельной скрученности решетки 0, смещенным относительно центра кристалла в направлении наибольшей скорости роста; неоднородное упругое ротационное искривление решетки ромбовидного кристалла вокруг двух взаимно-перпендикулярных направлений с линейным изменением радиуса изгиба решетки вокруг оси "С" в направлении наименьшей скорости роста кристалла; неоднородное упругое ротационное искривление решетки ромбовидного кристалла вокруг двух взаимно-перпендикулярных направлений с нелинейным изменением радиуса изгиба решетки вокруг оси "С" в направлении наименьшей скорости роста кристалла.

3. Обнаружено явление непрерывной равномерной релаксации неоднородного упругого ротационного искривления решетки тонкопленочных кристаллов селена вокруг оси "С". Показано, что формирование реальной структуры нового типа - неоднородного упругого ротационного искривления решетки тонкопленочных кристаллов селена со смещенным относительно центра кристалла максимумом удельной решетки является следствием процесса непрерывной равномерной релаксации неоднородного упругого ротационного искривления решетки вокруг оси "С".

4. Обнаружены и объяснены явления непрерывной линейной и непрерывной нелинейной релаксации неоднородного упругого ротационного искривления решетки тонкопленочных кристаллов гексагонального селена вокруг оси "С". Непрерывная линейная релаксация приводит к линейному изменению радиуса кривизны кристаллической решетки вдоль [001]. Непрерывная нелинейная релаксация приводит к нелинейному изменению радиуса кривизны решетки кристалла вдоль [001].

5. Установлено, что в тонкопленочных кристаллах гексагонального селена имеет место суперпозиция обнаруженных типов релаксации неоднородного упругого ротационного искривления решетки вокруг оси "С". Проведена классификация типов релаксации. Выявлено, что в исследованных кристаллах селена имеют место релаксационные процессы следующих типов:

1) непрерывная равномерная релаксация;

2) непрерывная линейная релаксация;

3) непрерывная нелинейная релаксация;

4) дискретная релаксация.

6. Детально исследована реальная структура кристаллов селена, растущих в тонких аморфных пленках. Установлено, что реальная структура тонкопленочных кристаллов селена может быть описана или евклидовой, или римановой геометрией. Выявлено, что реальная структура кристаллов, описываемая евклидовой геометрией, является исходной для формирования реальной структуры кристаллов, описываемой римановой геометрией.

7. Обнаружен и объяснен электронографический эффект азимутального размытия отдельных рефлексов на электронограммах, сопровождающий переход от реальной структуры тонкопленочного кристалла селена, описываемой евклидовой геометрией, к реальной структуре, описываемой римановой геометрией. Показано, что азимутальное размытие отдельных рефлексов на электронограммах соответствует отражениям от искривленных и, следовательно, испытывающих непрерывную разориентацию, плоскостей кристалла.

8. Разработана методика электронно-микроскопического определения римановой кривизны решетки тонкопленочных кристаллов, испытывающей ротационное искривление вокруг двух или трех взаимно-перпендикулярных направлений. Получена формула для расчета римановой кривизны решетки тонких кристаллов по размытию рефлексов на электронограммах. На основе разработанной методики, с использованием полученной формулы, определены: значения римановой кривизны решетки тонкопленочных кристаллов селена: 1) с неоднородным упругим ротационным искривлением вокруг двух взаимно-перпендикулярных направлений, на электронно-микроскопическом изображении которых присутствует нелинейная веерообразная система изгибных контуров; 2) с неоднородным упругопластическим искривлением вокруг трех взаимно-перпендикулярных направлений.

Практическая ценность представляемых в работе результатов заключается в возможности их использования при разработке и создании новых тонкопленочных кристаллических материалов, планировании научных экспериментов при исследовании кристаллов с ротационным искривлением решетки. Полученные результаты позволяют вести поиск и обнаружение новых, ранее неизвестных физических свойств тонкопленочных кристаллических объектов.

Апробация работы. Результаты работы были представлены на международных и Всероссийских конференциях, и школах:

• Международной конференции "Текстура и свойства материалов", Екатеринбург, Россия, 1997г.

• IX Международной конференции "Межзеренные и межфазные границы в материалах", Прага, Чехия, 1998г.

• Двенадцатой зимней школе по механике сплошных сред, Пермь, 1999г.

• IX Национальной конференции по росту кристаллов, ИК РАН, Москва, 2000 г.

Структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка цитируемой литературы. Глава первая посвящена обзору и анализу литературных данных по теме диссертационной работы. Глава вторая содержит постановку задачи и описание методики исследований. В главе третьей

 
Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

Основные результаты работы содержатся в следующих публикациях:

1. Малков В. Б., Малков А. В., Шульгин Б. В. Асимметрия реальной структуры - закономерность роста тонкопленочных кристаллов селена//Детектирование ионизирующих излучений: Межвузовский сборник. Екатеринбург: УГТУ, 1996. С. 127-147.

2. Малков В. Б., Малков А. В. Поверхность ориентировок - способ наглядного представления и изучения искривлений решетки тонких кристаллов// Детектирование ионизирующих излучений: Межвузовский сборник. Екатеринбург: УГТУ, 1996. С. 147-153.

3. Shulgin В. V., Malkov V. В., Malkov А. V. Orientational Changes at an Initional Stage of Selenium Spherulite Texture Formation//Int. Conf. on Texture and Properties of Materials. Ekaterinburg (Russia), 1997. P.34.

4. Shulgin В. V., Malkov V. В., Malkov A. V. Block-Structure and Spherulite Texture Formation// Int. Conf. on Texture and Properties of Materials. Ekaterinburg (Russia), 1997. P.35.

5. Malkov V. В., Shulgin В. V., Malkov A. V., Pushin V. G. Interblock Boundaries with Variable Crystallogeomtrical Parameters in Thin-Films Selenium Crystals//9-th Int. Conf. on Intergranular and Interphase Boundaries in Materials. Prague (Czech Republic), 1998. P. 174.

6. Линейная и нелинейная релаксация упругого ротационного искривления решетки в тонкопленочных кристаллах селена / Малков А. В., Шульгин Б.

B., Пушин В. Г., Малков В. Б. // Проблемы спектроскопии и спектрометрии: Межвузовский сборник научных трудов. Екатеринбург: УГТУ, 1999. Вып.2.

C.59-63.

7. Неоднородное упругое ротационное искривление решетки тонкопленочных кристаллов селена / Малков А. В., Шульгин Б. В., Малков В. Б., Пушин В. Г., Малков О. В. //Двенадцатая Зимняя школа по механике сплошных сред: Тез. докладов. Пермь (Россия), 1999. С.226.

8. Малков А. В., Пушин В. Г., Малков В. Б. Геометрия поверхности ориентировок тонких кристаллов селена и геометрия их решетки //Проблемы спектроскопии и спектрометрии:-Межвузовский сборник научных трудов. Екатеринбург: УГТУ, 1999. Вып.З. С.97-101.

9. Изменение геометрии искривленной ротационным образом решетки тонкопленочного кристалла селена / Малков А. В., Шульгин Б. В., Пушин В. Г., Малков В. Б. //Проблемы спектроскопии и спектрометрии: Межвузовский сборник научных трудов. Екатеринбург: УГТУ, 1999. Вып.З. С.104-107. Ю.Границы с переменными кристаллогеометрическими параметрами в тонкопленочных кристаллах селена / Малков А. В., Пушин В. Г., Малков О.

B., Малков В. Б.//Проблемы спектроскопии и спектрометрии: Межвузовский сборник научных трудов. Екатеринбург: УГТУ, 1999. Вып.2. С.52-58.

11. Определение римановой кривизны решетки тонкопленочных кристаллов селена. Расчет и методика / Малков А. В., Шульгин Б. В., Пушин В. Г., Малков В. Б., Корчагин О. М. //Проблемы спектроскопии и спектрометрии: Межвузовский сборник научных трудов. Екатеринбург: УГТУ, 2000. Вып.4.

C.37-42.

12.Новый тип реальной структуры тонкопленочных кристаллов селена/ Малков

A. В., Шульгин Б. В., Пушин В. Г., Малков В. Б., Корчагин О. М. //Проблемы спектроскопии и спектрометрии: Межвузовский сборник научных трудов. Екатеринбург: УГТУ, 2000. Вып.4. С.61-67.

13.Изменение знака вектора разориентировки вдоль межблочных границ кручения, формирующихся в тонкопленочных кристаллах селена / Шульгин Б. В., Малков А. В., Пушин В. Г., Малков В. Б., Корчагин О. М./ЯХ Национальная конференция по росту кристаллов. Москва (Россия), 2000. С.538.

14.Изменение геометрии решетки кристаллов селена при росте в тонких аморфных пленках / Пушин В. Г., Малков А. В., Шульгин Б. В., Малков В. Б., Корчагин О. М. //IX Национальная конференция по росту кристаллов. Москва (Россия), 2000. С.539.

15.Тензор изгиба-кручения и анализ причин формирования реальной структуры кристаллов селена с римановой геометрией решетки / Малков А. В., Пушин

B. Г., Малков В. Б., Малков О. В. // Проблемы спектроскопии и спектрометрии: Межвузовский сборник научных трудов. Екатеринбург: УГТУ, 2000. Вып.5. С. 110-116.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные нами экспериментальные исследования реальной структуры кристаллов, растущих в тонких аморфных пленках селена и последующее обсуждение полученных результатов, позволяют сделать следующие основные выводы:

1. Обнаружены новые типы реальных структур тонкопленочных кристаллов селена:

1.1. Неоднородное упругое ротационное искривление решетки ромбовидных кристаллов гексагонального селена вокруг оси "С", максимум удельной скрученности 0 которого смещен относительно центра кристалла в направлении его наибольшей скорости роста.

1.2. Неоднородное упругое ротационное искривление решетки ромбовидных кристаллов гексагонального селена вокруг двух взаимно-перпендикулярных направлений, лежащих в плоскости пленки, характеризующееся линейным изменением радиуса ротационного искривления решетки вокруг оси "С" вдоль направления наименьшей скорости роста кристалла.

1.3. Неоднородное упругое ротационное искривление решетки ромбовидных кристаллов гексагонального селена вокруг двух взаимно-перпендикулярных направлений, лежащих в плоскости пленки, характеризующееся нелинейным изменением радиуса ротационного искривления решетки вокруг оси "С" вдоль направления наименьшей скорости роста кристалла.

2. Проведена классификация типов реальных структур тонкопленочных кристаллов селена. Показано, что обнаруженные типы реальных структур тонкопленочных кристаллов селена связаны друг с другом и образуют непрерывный, последовательный ряд.

3. Обнаружены и объяснены с учетом полимерного строения кристаллов гексагонального селена явления непрерывной равномерной, непрерывной линейной и непрерывной нелинейной релаксации неоднородного упругого ротационного искривления решетки вокруг оси "С". В результате непрерывной равномерной релаксации неоднородного упругого ротационного искривлении решетки ромбовидного кристалла вокруг оси "С" происходит смещение максимума удельной скрученности решетки вдоль направления наибольшей его скорости роста. В результате явлений непрерывной линейной и нелинейной релаксации происходит линейное и, соответственно, нелинейное изменение радиуса упругого ротационного искривления решетки вокруг оси "С" вдоль направления наименьшей скорости роста кристалла.

4. Обнаружен и объяснен на основе суперпозиции явлений непрерывной равномерной и дискретной релаксации упругого ротационного искривления решетки эффект изменения знака вектора разориентировки со вдоль межблочных границ кручения, сформировавшихся в одном из макроблоков, на которые вдоль короткой диагонали "разделяется" ромбовидный кристалл гексагонального селена в результате упругого ротационного искривления решетки вокруг оси "С".

5. Показано, что многообразие типов реальных структур кристаллов гексагонального селена, растущих в аморфных пленках в интервале температур кристаллизации 180-140°С, объясняется многообразием типов явлений релаксации неоднородного упругого ротационного искривления решетки кристаллов селена вокруг оси "С", с одной стороны, и суперпозицией явлений релаксации в отдельно взятом кристалле, с другой.

6. Обнаружено явление изменения геометрии решетки тонкопленочных кристаллов селена от евклидовой к римановой. Показано, что изменение геометрии решетки тонких кристаллов происходит в результате непрерывной нелинейной релаксации упругого ротационного искривления решетки вокруг оси "С", обусловливающей неоднородное упругое ротационное искривление решетки вокруг двух взаимно-перпендикулярных направлений, лежащих в плоскости пленки.

7. Выявлено, что изменение геометрии решетки тонкопленочных кристаллов селена вызывает эффект непрерывного дугообразного размытия рефлексов на электронограммах от кристаллов с римановой геометрией решетки.

8. Разработана методика электронно-микроскопического исследования римановой кривизны решетки тонкопленочных кристаллов селена, основанная на соотношении между величиной размытия рефлексов на электронограмме от кристалла с римановой геометрией решетки, площадью кристалла, от которого получена электронограмма и значением римановой кривизны решетки. Получены оценки римановой кривизны решетки тонкопленочных кристаллов селена.

9. Показано, что с помощью тензора изгиба-кручения можно описать, как процесс формирования реальных структур кристаллов селена с решеткой, искривленной ротационным образом вокруг двух взаимно-перпендикулярных направлений, лежащих в плоскости пленки, так и процесс дальнейшего зарождения азимутальной разориентировки решетки в данных кристаллах.

Полученные результаты позволяют утверждать, что поэтический образ П.П. Бажова о каменном цветке материализуется в реальной структуре тонкопленочных кристаллов селена с римановой геометрией решетки.

 
Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Малков, Андрей Вячеславович, Екатеринбург

1. Иоффе А. Ф. Избранные труды. М.: Наука, 1974. Т. 1. 325с.

2. Современная кристаллография / Под ред. Б. К. Вайнштейна, А. А. Чернова, Л. А. Шувалова. М.: Наука, 1979. Т.2. 359с.

3. Стоунхэм А. М. Теория дефектов в твердых телах / Пер. с англ. С. А. Бразовского, Н. Н. Кировой, М. Б. Копнина. Под ред. И. Е. Дзялошинского. М.: Мир, 1978. 569с.

4. Орлов А. Н. Введение в теорию дефектов в кристаллах. М.: Высшая школа, 1983. 144с."

5. Новиков И. И. Дефекты кристаллического строения металлов. М.: Металлургия, 1983. 232с.

6. Современная кристаллография / Под ред. Б. К. Вайнштейна, А. А. Чернова, Л. А. Шувалова. М.: Наука, 1980. Т.З. 407с.

7. Хирг Дж., Лоте И. Теория дислокаций / Пер. с англ. под ред. Э. М. Надгорного и Ю. И. Осипяна. М.: Атомиздат, 1972. 600с.

8. Амелинкс С. Методы прямого наблюдения дислокаций / Пер. с англ. В. М. Корданского. М.: Мир, 1968. 440с.

9. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия / Уманский Я. С., Скоков Ю. А., Иванов А. Ч., Расторгуев Л. Н. М.: Металлургия, 1982. 632с.

10. Современная кристаллография У Под ред. Б. К. Вайнштейна, А. А. Чернова, Л. А. Шувалова. М.: Наука, 1981. Т.З. 495с.

11. Де Вит Р. Континуальная теория дисклинаций / Пер. с англ. под ред. А. А. Вакуленко. М.: Мир, 1977. 208с.

12. Владимиров В. И., Романов А. Е. Дисклинации в кристаллах. Л.: Наука, 1986. 223с.

13. Теоретическое и экспериментальное исследование дисклинаций / Под ред. В. И. Владимирова. Л., 1986. 224с.

14. Де Жен П. Физика жидких кристаллов / Пер. с англ. А. А. Веденева. Под ред. А. С. Сонина. М.: Мир, 1977. 400с.

15. Утевский Л. М. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении. М.: Металлургия, 1973. 583с.

16. Орлов А. И., Перевезенцев В. Н., Рыбин В. В. Границы зерен в металлах. М.: Металлургия, 1980. 154с.

17. Современная кристаллография / Под ред. Б. К. Вайнштейна, А. А. Чернова, Л. А. Шувалова. М.: Наука, 1979. Т.1. 383с.

18. Введение в микромеханику / Под ред. М. Онами. Пер. с англ. П. Д. Баева под ред. Г. Я. Гуна. М.: Металлургия, 1987. 280с.

19. Васильев Д. М. Дифракционные методы исследования структур. М.: Металлургия, 1977. 247с.

20. Физика тонких пленок / Под общей ред. Г. Хасса. Пер. с англ. под ред. М. И. Елинсона и В. Б. Сандомирского. М.: Мир, 1967, 343с.

21. Иевлев В. М., Трусов Л. И., Холманский В. А. Структурные превращения в тонких пленках. М.: Металлургия, 1988. 325с.

22. Колосов В. Ю., Болотов И. Е. Скручивание решетки при росте кристаллов в аморфных пленках // Экспериментальное исследование и теоретическое описание дисклинаций. Л., 1984. С.154-160.

23. Релаксационные процессы, развивающиеся при кристаллизации аморфных пленок селена / Косевич В. М., Сокол А. А., Бортник Б. И., Мельников П. С. //Кристаллография. 1980. Т.25, вып.5. С.1045-1050.

24. Палатник Л. С., Косевич В. М. О механизме роста сферолитов в аморфных пленках сурьмы // Рост кристаллов. М.: АН СССР, 1961. Т.З. С.167-173.

25. Хирш П. и др. Электронная микроскопия тонких кристаллов / Пер. с англ. под ред. Л. М. Утевского. М.: Мир, 1968. 574с.

26. Болотов И. Е., Кожин А. В., Мельников П. С. Электронно-микроскопическое изучение блокообразования в тонких кристаллах селена в процессе их роста //Изв. АН СССР. Сер. физическая. 1977. Т.41, №5. С.1065-1067.

27. Болотов И. Е., Кожин А. В. Ориентационные изменения в кристаллах селена, растущих при облучении аморфных пленок электронами // Изв. АН СССР. Сер. физическая. 1974, Т.38, №11. С.2363-2366.

28. Белан С. А., Болотов И. Е. Кристаллизация тонких пленок селена при облучении электронами // Физика металлов и металловедение. 1968. Т.26, вып.6.С.1114-1116.

29. Томас Г., Гориндж М. Дж. Просвечивающая электронная микроскопия материалов / Пер. с англ. под ред. Вайнштейна Б. К. М.: Наука, 1983. 380с.

30. Абдулаев Г. Б., Абдинов Д. Ш. Физика селена. Баку: ЭЛМ, 1975. 403с.

31. Дислокационная структура кристаллов металлического селена и ее связь с образованием сферолитов / Болотов И. Е., Александров В. Д., Кожин А. В., Фишелева С. Б. // Физика металлов и металловедение. 1974. Т.37, №6. С.1191-1195.

32. Болотов И. Е., Колосов В. Ю. Об электронно-микроскопическом определении радиуса изгиба и ориентировки изогнутого кристаллического зерна // Металлофизика. 1982. Т.4, №5. С. 105-106.

33. Болотов И. Е., Колосов В. Ю. Новые возможности метода изгибных экстинкционных контуров // Тез. докл. 12 Всесоюзной конф. по электронной микроскопии. М.: Наука, 1982. С.186-187.

34. Болотов И. Е., Колосов В. Ю., Кожин А. В. Использование карты экстинкционных контуров в исследовании изгиба кристаллов, растущих в тонких аморфных пленках // Тез докл. 12 Всесоюзной конф. по электронной микроскопии. М.: Наука, 1982. С. 138-139.

35. Болотов И. Е., Колосов В. ' Ю. Возможности метода экстинкционных контуров в исследовании изгиба тонкопленочных объектов // Заводская лаборотория. 1982. Т.48, №11. С. 53-57.а

36. Bolotov I. Е., Kolosov V. Yu. New Possibilities of Bend-Contour Method in the Investigation of Thin-Films Specimens // Material Sciences 10 International Conference on Electron Microscopy. Hamburg, 1982. P. 111-112.

37. Колосов В. Ю. Электронно-микроскопическое исследование дефектов кристаллов, растущих в аморфных пленках: Автореф. дис. .канд. физ.-мат. наук. Свердловск., 1982.

38. Болотов И. Е., Колосов В. Ю. Изгиб тонкопленочных кристаллов селена // Тез докл. 12 Всесоюзной конф. по электронной микроскопии. М.: Наука, 1979. Т.1. С.186-187.

39. Болотов И. Е., Колосов В. Ю. Изгиб тонкопленочных кристаллов селена, обнаруживаемый по экстинкционным контурам // Изв. АН СССР. Сер. физическая. 1980. Т.44,№6. С.Н94-1197.

40. Bolotov I. Е., Kolosov V. Yu. Investigation of Crystals Based on Bend-Contour Arrangement // 1 Relationship between Bend-Contour Arrangement and Bend Geometry // Phys. Stat. Sol(a). 1982. V.69, №1. P.85-96.

41. Bolotov I. E., Kolosov V. Yu. and Malkov V. B. Application of Bend-Contour Method the Investigation of Block Formation in Thin-Film Crystals // Electron Microscopy. Budapest, 1984. V.2. P.42-45.

42. Бортник Б. И. Изучение блокообразования в кристаллах, растущих в аморфных пленках: Автореф. дис. .канд. физ.-мат. наук. Свердловск, 1979.

43. Болотов И. Е., Клепцова Г. М., Мельников П. С. Два типа сферолитов, образующихся при кристаллизации расплавленной серы // Кристаллография. 1971. Т.16, вып.2. С.400-404.

44. Кожин А. В. Исследование факторов, влияющих на кристаллизацию сферолитов селена и теллура в аморфных пленках: Автореф. дис. .канд. физ.-мат. наук. Свердловск, 1973.

45. Бортник Б. И. Изучение блокообразования в кристаллах, растущих в аморфных пленках: Дис. .канд. физ.-мат. наук. Свердловск, 1979. 151с.

46. Болотов И. Е., Колосов В. Ю. Возникновение оборванных границ при росте бездислокационных тонкопленочных кристаллов II Структура и свойства границ зерен: Тез. докл. 1 Всесоюзной науч. конференции. Уфа, 1983. С.69.

47. Колосов В. Ю., Кожин А. В., Кузнецова Е. Е. Формирование своеобразной дефектной структуры кристаллов при росте в аморфных пленках // Роль дефектов в физико-мех. свойствах тв. тел: Тез. докл. семинара. Барнаул: АПИ, 1985. С.29.

48. Болотов И. Е., Колосов В. Ю., Малков В. Б. Новый тип межблочных границ в тонкопленочных кристаллах селена II Кристаллография. 1986. Т.31, вып.1. С.204-206.

49. Лихачев В. А. Кооперативная пластичность, обусловленная движением границ разориентации и границ раздела фаз II Изв. вузов. 1982. №6. С.83-102.

50. Малков В. Б., Болотов И. Е. Особенности образования межблочных границ при росте тонкопленочных кристаллов селена II Тез. докл. 6 Всесоюзной конф. по росту кристаллов, 1985. Ереван, 1985. Т.З. С.28-29.

51. Малков В. Б. Ориентационные изменения при росте сферолитных кристаллов в аморфных пленках селена: Дис. .канд. физ.-мат. наук. Свердловск, 1989. 186с.

52. Bolotov I. Е., Malkov V. В. New Crystal Defect Structure Types Detectable by Electron Microscopy // Proc. 11 Int. Congr. on Electron Microscopy. 1986. Kyoto. V.1.P.92.

53. Malkov V. В., Shulgin В. V. and Neuimin A. D. Asymmetry of Real Structure -Regularity of Crystal Growth in Amorphous Selenium Films // Turifth European Crystallographic Meeting. Moscow, USSR, August, 20-29, 1989. V.3. P.77.

54. Малков В. Б., Кисилев В. В., Сергеев А. И. Асимметрия дефектной структуры закономерность роста кристаллов селена в тонких аморфных пленках // Тез. докл. 7 Всесоюзной конф. по росту кристаллов. 14-19 ноября, 1988. М., 1988.С.324-326.

55. Малков В. Б. Ориентационные изменения при росте сферолитных кристаллов в аморфных пленках селена: Автореф. дис. .канд. физ.-мат. наук. Свердловск, 1989.

56. Bolotov I. Е., Kolosov V. Yu. and Malkov V. В. Electron Microscopy Investigation of Crystals Based on Bend-Contour Arrangement 3. Formation of Subgrain Boundaries in Dislocation-Free Crystals of Selenium // Phys. Stat. Sol.(a). 1986. V.95. P.377-383.

57. Болотов И. E., Малков В. Б. Особенности кристаллизации аморфных пленок // Теплофизика метастабильных состояний в связи с явлениями кипения и кристаллизации: Сб. науч. тр. Свердловск, 1987. С. 123.

58. Релаксационные явления в тонкопленочных кристаллах селена с упругим ротационным искривлением решетки / Кордюков Н. И., Малков В. Б.,

59. Ляпустин А. Ф., Шульгин Б. В. // Теплофизика метастабильных состояний в связи с явлениями кипения и кристаллизации: Тез. докл. Всесоюзного совещания. Свердловск, 1985.

60. Колосов В. Ю., Болотов И. Е. Скручивание решетки при росте кристаллов в аморфных пленках // Экспериментальное исследование и теоретическое описание дисклинаций: Темат. сб. Л. 1984. С. 154-160.

61. Кожин А. В., Колосов В. Ю., Фишелева С. Б. Исследование роста тонких кристаллов с закономерно искривленной решеткой // Тез. докл. 6 Всесоюзной конф. по росту кристаллов. Ереван, 1985. С.87-88.

62. Малков В. Б., Шульгин Б. В., Кордюков Н. И. Структура кристаллов селена с искривленным габитусом // Тез. докл. совещания научного центра СКВИД по прикладным исследованиям. Свердловск, 1989. С.59-60.

63. Малков В. Б. Кристаллы, описываемые геометрическими объектами с римановой кривизной и переход в аморфное состояние // Структура дислокаций и механические свойства металлов и сплавов: Тез. докл. 4 Всесоюзного совещания. Свердловск, 1987. С. 100.

64. Малков В. Б., Малков А. В. Поверхность ориентировок способ наглядного представления и изучения искривлений решетки тонких кристаллов // Детектирование ионизирующих излучений: Межвуз. сб. науч. тр. Екатеринбург: УГТУ, 1996. 186с.

65. Болотов И. Е. Дефектная структура кристаллов, растущих в аморфных пленках // Тез. докл. 6 Всесоюзн. конф. по росту кристаллов. Сентябрь 1985. Ереван, 1985. Т.З. С. 12-13.

66. Смирнов В. И. Курс высшей математики. М.: Наука, 1967. Т.2. 656с.

67. Ильин В. А., Позняк Э. Г. Основы математического анализа. М.: Наука, 1973. 4.2. 448с.

68. Мусиенко А. И., Копцик В. А. Новый вариант калибровочной теории линейных дефектов в кристаллах // Кристаллография. 1995. Т.40, №3. С.438-445.

69. Владимиров В. И., Романов А. Е. Дисклинации в кристаллах. JL: Наука, 1986. 223с.

70. Эндрюс К., Дайсон Д., Киоун С. Электронограммы и их интерпретация / Пер. с англ. Н. П. Усикова. Под. ред. Л. Г. Орлова. М.: Мир, 1971. 356с.

71. Сиротин Ю. И., Шаскольская И. JI. Основы кристаллофизики. М.: Наука, 1979. 639с.

72. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теория упругости. М.: Наука, 1987. 246с.

73. Рашевский П. К. Риманова геометрия и тензорный анализ. М.: Наука, 1967. 664с.

74. Александров П. С. Лекции по аналитической геометрии. М.: Наука, 1968. 911с.

75. Lindenmeyer С. S. and Bruce Chalmers. Morphology of Ice Dendrites И Journal of Chemical Physics. 1966. V.45, №15. P. 110-120.

76. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теория поля. М.: Наука, 1973. 502с.

77. Жуковский И. М., Золотаревский Н. Ю., Рыбин В. В. Оборванная граница как дефект дисклинационного типа // Дисклинации. Экспериментальное исследование и теоретическое описание. JL: ФТИ, 1982. С. 104-117.

78. Lheman О. Die neul Welte der Flussigen Kristalle. Leipzig, 1911. S.211.

79. Bernauer F. Gedrillte Kristalle. Berlin, 1929. S.181.

80. Шубников А. В. О зародышевых формах сферолитов // Кристаллография. 1957. Т.2. С.584-589.

81. Аэро Э. Л., Кувшинский Е. В. Основные уравнения теории упругости сред с вращательным взаимодействием частиц // Физика твердого тела. 1960. Т.2, вып.7. С.1399-1409.

82. Владимиров В. И., Иванов В. Н., Романов А. Е. Зарождение ротационной пластичности в упругих полях структурных концентраторов напряжений // Теоретическое и экспериментальное исследование дисклинаций: Темат. сб. Л. 1986. С.146-161.

83. Вундерлих Б. Физика макромолекул У Пер. с англ. Ю. К. Годовского и В. С. Папкова. М.: Мир, 1976. 623 с.

84. Тагер А. А. Физикохимия полимеров. М.: Химия, 1978. 574с.93 .Манделькерн Л. Кристаллизация полимеров / Пер. с англ. Под. ред. С. Я. Френкеля. М.; Л.: Химия, 1966. 336с.

85. Кейт X. Кристаллизация линейных полимеров // Физика и химия твердого состояния органический соединений / Пер. с англ. под ред. Ю. А. Пентина. М.: Мир, 1967. 736с.

86. Джейл Ф. X. Полимерные монокристаллы / Пер. с англ. В. Г. Баранова и др. Под ред. С. Я. Френкеля. М.: Химия, 1968. 552с.

87. Рыбин В. В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. М.: Металлургия, 1985. 234с.

88. Вундерлих Б. Физика макромолекул / Пер. с англ. Ю. К. Годовского и В. С. Папкова. М.: Мир, 1979, 1984. Т.2-3.192

89. Bolotov I. E. and Prilepo V. L.On the Vacancy Mechanism of the Occurence of Compressive Stresses during Crystallization of Amorphous Films // Phys. Stat. Sol(a). 1983. V.67. P.67-70.

90. Прилепо В. JI. Процессы внутрифазового старения и дефектная структура образующихся в аморфных пленках: Автореф. дис. .канд. физ.-мат. наук. Свердловск, 1985.

91. Кувшинский Е. В., Аэро Э. Л. Континуальная теория асимметрической упругости. Учет "внутреннего" вращения // Физика твердого тела. 1963.Т.5, вып.9. С.2591-2598.

92. Пальмов В. А. Основные уравнения теории несимметричной упругости // Прикладная математика и механика. 1964. Т.28, вып.З. С.401-408.

93. Базайкин В. И., Громов В. Е. Конечные деформации в операциях обработки металлов давлением с использованием несимметричного тензора напряжений / Тез. докл. 12 Зимней школы по механике сплошных сред. Пермь, 1999. С.81.

94. Рыбин В. В., Жуковский И. М. Моментные напряжения в решетках дисклинационных квадруполей // Теоретическое и экспериментальное исследование дисклинаций: Темат. сб. Л. 1986. С.179-190.