Тор тұрақты - Lattice constant

Бірлік ұяшығын анықтау параллелопипед ұзындықпен а, б, c және тараптар арасындағы бұрыштар α, β, γ[1]

The тор тұрақты, немесе тор параметрі, физикалық өлшеміне жатады ұяшықтар ішінде кристалды тор. Үш өлшемді торларда негізінен үш тұрақтылық болады, олар деп аталады а, б, және c. Алайда, ерекше жағдайда кубтық кристалды құрылымдар, барлық тұрақтылар тең және олар деп аталады а. Сол сияқты алты қырлы кристалды құрылымдар, а және б тұрақтылар тең, және біз тек а және c тұрақтылар. Тор тұрақтылар тобы деп атауға болады тор параметрлері. Алайда, тор параметрлерінің толық жиынтығы тордың үш тұрақтылығынан және олардың арасындағы үш бұрыштан тұрады.

Мысалы, үшін гауһар болып табылады а = 3.57 Å 300-деҚ. Құрылым тең жақты, бірақ оның нақты формасын тек тор константасынан анықтауға болмайды. Сонымен қатар, нақты қосымшаларда, әдетте, тордың орташа константасы беріледі. Кристалл бетінің жанында тордың константасына беттің қайта құрылуы әсер етеді, нәтижесінде оның орташа мәнінен ауытқу пайда болады. Тордың тұрақтылары ұзындық өлшеміне ие болғандықтан, олардың SI қондырғысы болып табылады метр. Тордың тұрақтылары әдетте бірнеше тәртіпте болады ңngströms (яғни а-ның оннан бір бөлігі нанометр ). Сияқты тұрақтылықтарды анықтауға болады Рентгендік дифракция немесе атомдық микроскоп. Кристалдың тор константасы нанометр диапазонының табиғи ұзындығы эталоны ретінде қолданыла алады.[2][3]

Жылы эпитаксиальды өсу, тор константасы - бұл әртүрлі материалдар арасындағы құрылымдық үйлесімділіктің өлшемі. Тордың тұрақты сәйкестігі өсу үшін маңызды жұқа қабаттар басқа материалдардағы материалдар; тұрақтылар әр түрлі болған кезде қабатқа штамдар енгізіледі, бұл ақауларсыз қалың қабаттардың эпитаксиальды өсуіне жол бермейді.

Көлемі

Бірлік ұяшығының көлемін тордың тұрақты ұзындықтары мен бұрыштары бойынша есептеуге болады. Егер ұяшықтың бірлік жақтары вектор түрінде ұсынылса, онда көлемі скаляр үштік өнім векторлардың Көлемі әріппен ұсынылған V. Жалпы бірлік ұяшығы үшін

Моноклиникалық торларға арналған α = 90°, γ = 90°, бұл жеңілдетеді

Бар орторомбиялық, тетрагоналды және текшелі торларға арналған β = 90° сондай-ақ, содан кейін[4]

Тордың сәйкестігі

Тор құрылымдарын екі түрлі сәйкестендіру жартылай өткізгіш материалдар аймағына мүмкіндік береді жолақ аралығы материалда кристалл құрылымына өзгеріс енгізбей түзілетін өзгеріс. Бұл жетілдірілген құрылыс салуға мүмкіндік береді жарық диодтары және диодты лазерлер.

Мысалға, галлий арсениди, алюминий галлий арсениди, және алюминий арсениди бірдей тұрақты торлы константаларға ие, бұл екіншісінде дерлік қалың қабаттарды өсіруге мүмкіндік береді.

Торды бағалау

Әдетте, алдыңғы пленкада немесе субстратта өсірілген әр түрлі материалдардың пленкалары пленкадағы стрессті азайту үшін алдыңғы қабаттың тор константасына сәйкес келетін етіп таңдалады.

Альтернативті әдіс - тордың константасын бір мәннен екінші мәнге дейін үлгінің өсуі кезінде қорытпа қатынасын бақыланатын өзгерту арқылы бағалау. Бағалау қабатының басында негізгі торға сәйкес келетін қатынас болады, ал қабат өсуінің соңында қорытпа келесі қабаттың қалануы үшін қажетті соңғы торға сәйкес келеді.

Қорытпаның өзгеру жылдамдығын эпитаксия құралындағы уақыттың шығынымен қабаттардың кернеулері үшін айыппұлды, демек ақау тығыздығын өлшеу арқылы анықтау керек.

Мысалға, индийий галлий фосфиди қабаттары бар жолақ аралығы 1,9 эВ-ден жоғары өсіруге болады галлий арсениди вафли индекс бағасымен.

Тор тұрақтыларының тізімі

Әртүрлі материалдарға арналған тордың тұрақтылығы 300 К
МатериалТор тұрақтысы (Å)Хрусталь құрылымыСілтеме
C (алмас)3.567Алмаз (FCC)[5]
C (графит )а = 2.461
c = 6.708
Алты бұрышты
Si5.431020511Алмаз (FCC)[6][7]
Ге5.658Алмаз (FCC)[6]
AlAs5.6605Мырыш қоспасы (FCC)[6]
АльП5.4510Мырыш қоспасы (FCC)[6]
AlSb6.1355Мырыш қоспасы (FCC)[6]
GaP5.4505Мырыш қоспасы (FCC)[6]
GaAs5.653Мырыш қоспасы (FCC)[6]
GaSb6.0959Мырыш қоспасы (FCC)[6]
InP5.869Мырыш қоспасы (FCC)[6]
InAs6.0583Мырыш қоспасы (FCC)[6]
InSb6.479Мырыш қоспасы (FCC)[6]
MgO4.212Галит (FCC)[8]
SiCа = 3.086
c = 10.053
Вурцит[6]
CdS5.8320Мырыш қоспасы (FCC)[5]
CdSe6.050Мырыш қоспасы (FCC)[5]
CdTe6.482Мырыш қоспасы (FCC)[5]
ZnOа = 3.25
c = 5.2
Вурцит (HCP)[9]
ZnO4.580Галит (FCC)[5]
ZnS5.420Мырыш қоспасы (FCC)[5]
PbS5.9362Галит (FCC)[5]
PbTe6.4620Галит (FCC)[5]
BN3.6150Мырыш қоспасы (FCC)[5]
BP4.5380Мырыш қоспасы (FCC)[5]
CdSа = 4.160
c = 6.756
Вурцит[5]
ZnSа = 3.82
c = 6.26
Вурцит[5]
AlNа = 3.112
c = 4.982
Вурцит[6]
ГаНа = 3.189
c = 5.185
Вурцит[6]
Қонақ үйа = 3.533
c = 5.693
Вурцит[6]
LiF4.03Галит
LiCl5.14Галит
LiBr5.50Галит
LiI6.01Галит
NaF4.63Галит
NaCl5.64Галит
NaBr5.97Галит
NaI6.47Галит
KF5.34Галит
KCl6.29Галит
KBr6.60Галит
KI7.07Галит
RbF5.65Галит
RbCl6.59Галит
RbBr6.89Галит
RbI7.35Галит
CsF6.02Галит
CsCl4.123Цезий хлориді
CsI4.567Цезий хлориді
Al4.046FCC[10]
Fe2.856BCC[10]
Ни3.499FCC[10]
Cu3.597FCC[10]
Мо3.142BCC[10]
Pd3.859FCC[10]
Аг4.079FCC[10]
W3.155BCC[10]
Pt3.912FCC[10]
Ау4.065FCC[10]
Pb4.920FCC[10]
Қалайы4.249Галит
ZrN4.577Галит
HfN4.392Галит
VN4.136Галит
CrN4.149Галит
NbN4.392Галит
TiC4.328Галит[11]
ZrC0.974.698Галит[11]
HfC0.994.640Галит[11]
VC0.974.166Галит[11]
NC0.994.470Галит[11]
TaC0.994.456Галит[11]
Cr3C2а = 11.47
б = 5.545
c = 2.830
Орторомиялық[11]
дәретханаа = 2.906
c = 2.837
Алты бұрышты[11]
ScN4.52Галит[12]
LiNbO3а = 5.1483
c = 13.8631
Алты бұрышты[13]
KTaO33.9885Кубтық перовскит[13]
BaTiO3а = 3.994
c = 4.034
Тетрагональды перовскит[13]
SrTiO33.98805Кубтық перовскит[13]
CaTiO3а = 5.381
б = 5.443
c = 7.645
Орторомбиялық перовскит[13]
PbTiO3а = 3.904
c = 4.152
Тетрагональды перовскит[13]
EuTiO37.810Кубтық перовскит[13]
SrVO33.838Кубтық перовскит[13]
CaVO33.767Кубтық перовскит[13]
BaMnO3а = 5.673
c = 4.71
Алты бұрышты[13]
CaMnO3а = 5.27
б = 5.275
c = 7.464
Орторомбиялық перовскит[13]
SrRuO3а = 5.53
б = 5.57
c = 7.85
Орторомбиялық перовскит[13]
YAlO3а = 5.179
б = 5.329
c = 7.37
Орторомбиялық перовскит[13]

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ «Ұзындығы параллелепипедті пайдаланып, ұяшықтың бірлік анықтамасы а, б, c және тараптар арасындағы бұрыштар α, β, γ". Архивтелген түпнұсқа 2008 жылғы 4 қазанда.
  2. ^ Р.В.Лапшин (1998). «Туннельдік микроскоп сканерлерін автоматты түрде бүйірлік калибрлеу» (PDF). Ғылыми құралдарға шолу. АҚШ: AIP. 69 (9): 3268–3276. Бибкод:1998RScI ... 69.3268L. дои:10.1063/1.1149091. ISSN  0034-6748.
  3. ^ Лапшин Р. (2019). «Зондтық микроскопты сканердің дрифке сезімтал емес үлестірілген нанометр диапазонында калибрлеу: Нақты режим». Қолданбалы беттік ғылым. Нидерланды: Elsevier B. V. 470: 1122–1129. arXiv:1501.06679. Бибкод:2019ApSS..470.1122L. дои:10.1016 / j.apsusc.2018.10.149. ISSN  0169-4332.
  4. ^ Кристаллография және структану бөлімі. Биол. CSIC (4 маусым 2015). «4. Тікелей және өзара торлар». Алынған 9 маусым 2015.
  5. ^ а б c г. e f ж сағ мен j к л «Тор тұрақтылары». Argon National Labs (Advanced Foton Source). Алынған 19 қазан 2014.
  6. ^ а б c г. e f ж сағ мен j к л м n o «Жартылай өткізгіш NSM». Алынған 19 қазан 2014.
  7. ^ «Негізгі физикалық тұрақтылар». physics.nist.gov. NIST. Алынған 17 қаңтар 2020.
  8. ^ «Субстраттар». Spi жабдықтары. Алынған 17 мамыр 2017.
  9. ^ Хадис Моркоч және Үміт Өзгур (2009). Мырыш оксиді: негіздері, материалдары және құрылғылар технологиясы. Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co.
  10. ^ а б c г. e f ж сағ мен j к Дэйви, Уилер (1925). «Он екі қарапайым металдың тор константаларын дәл өлшеу». Физикалық шолу. 25 (6): 753–761. Бибкод:1925PhRv ... 25..753D. дои:10.1103 / PhysRev.25.753.
  11. ^ а б c г. e f ж сағ Тот, Л.Е. (1967). Металл карбидтері мен нитридтері. Нью-Йорк: Academic Press.
  12. ^ Саха, Б. (2010). «ScN, ZrN және HfN электронды құрылымы, фонондары және жылулық қасиеттері: бірінші қағидаларды зерттеу» (PDF). Қолданбалы физика журналы. 107 (3): 033715–033715–8. Бибкод:2010ЖАП ... 107c3715S. дои:10.1063/1.3291117.
  13. ^ а б c г. e f ж сағ мен j к л м Гудену, Дж.Б .; Лонго, М. «3.1.7 Деректер: Перовскитке немесе перовскитке байланысты құрылымы бар қосылыстардың кристаллографиялық қасиеттері, 2 кесте 1 бөлім». SpringerMaterials - Ландольт-Бёрнштейн дерекқоры.

Сыртқы сілтемелер