n=f3+2 (2.2)
n хил атом бўлса, у n хил атомнинг ўрни f3+n деб аниқланади.
f3 - z ўқи бўйлаб икки элементар қатлам орасидаги масофа.
Қаттиқ жисм таркибида n та турли атом бўлса, биринчи қатлам билан иккинчи қатлам орасида биринчи элементар қатламни қўшиб ҳисоблаганда n та ёнаки қатлам бўлади. Демак, фазовий панжарадаги исталган нуқтанинг ҳолатини аниқлаш учун аввало ℓ ва n орқали керакли текисликни аниқлаб оламиз. Ундан кейин бу атомнинг ўрни шу текисликнинг коэффициентлари орқали топилади. Бу координаталар учун S1 ва S2 деган мусбат коэффициентларни киритамиз. У ҳолда кристалл панжаранинг исталган нуқтасидаги атом R(ℓ,n,S1,S2) ҳолатини қуйидагича аниқлашимиз мумкин бўлади:
(2.3)
ℓ - элементар кристалл қатламларнинг номери.
n - ёнаки қатламлар номери.
S1, S2 - текисликнинг Х, У ўқларига тўғри келувчи бутун сонли коэффициентлар.
ўқи бўйича элементар қатлам билан ёнаки қатлам орасидаги масофага тўғри келувчи катталик.
f1, f2, f3 мос равишда X,У,Z ўқлари бўйлаб қўшни элементар ячейкаларда жойлашган атомлар орасидаги масофа.
2.2. Қаттиқ жисм юзасида атомларнинг силжиши
Агар юза қатламдаги жойлашган атомларнинг ўрни ҳажмда жойлашган атомлар ўрни билан устма-уст тушса, бундай сиртлар идеал сиртлар дейилади. Юза қатлам учун:
Энг юза (сиртки) қатламда элементар қатлам ва биринчи ёнаки қатлам устма-уст тушади; шунинг учун улар орасидаги масофа бўлади.
Умуман, энг сиртки қатламдаги атомнинг ҳолатини жуда оддий ёзиш мумкин. Бунда атомларнинг ҳолати R фақатгина коэффициентларга боғлиқ бўлган қуйидаги формула кўринишида бўлади:
(2.4)
Лекин амалда хеч қачон юза қатламдаги атомлар ўз ўрнида ҳажмда жойлашган атомлар билан устма-уст тушмайди. Чунки юза қатламдаги атомга таъсир қилувчи кучлар ҳажмда жойлашган атомга таъсир қилувчи кучлардан фарқ қилади. Бунга асосий сабаб юзадаги атом боғларида узилишнинг рўй беришидир. Натижада юзадаги атомлар энергетик жиҳатдан энг қулай бўлган ўринга жойлашиш учун ҳаракат қилади, яъни юзадаги атомларнинг силжиши рўй беради. Биринчи қатламда рўй берган силжиш қисман 2-қатламга, кейин 3- ва бошқа қатламларга берилади. Қатлам сони ошган сари силжиш камайиб боради.
Юза қатламда рўй берадиган силжиш катталиги жисмнинг турига боғлиқ бўлади. Агар бу силжиш унча катта бўлмаса ва жисмнинг электрон тузилиши ҳамда бошқа хусусиятларига катта таъсир қилмаса, бундай сиртларни идеал сиртларга яқин деб қараб, юзаларнинг хоссаларини аниқлашда ҳажмга тегишли бўлган катталиклардан фойдаланиш мумкин бўлади. Кўплаб ўтказилган тажрибалар, назарий ҳисоблашлар шуни кўрсатадики, юза қатламдаги атомнинг дастлабки ҳолатга нисбатан силжиши 0,5Е ва ундан катта бўлса, жисмнинг электрон тузилиши, жумладан энергетик зоналар ва электронларнинг фазовий тақсимоти сезиларли ўзгарар экан. Бундай катта силжиш (>0,5Е) деярлик барча ярим ўтказгичлар учун хосдир.
Агар юза қатламдаги атомларнинг силжигандан кейинги реал ҳолатини R´S (S1, S2) деб, дастлабки ҳолатини эса RS (S1, S2) деб белгиласак, улар орасидаги боғланишни қуйидаги кўринишда ёзиш мумкин:
(2.5)
Бу ерда: Rs –юза қатламнинг вужудга келишида атомларнинг силжиш катталигини ифодалайди. Юзадан пастки қатламларга ўтилган сари нинг қиймати камайиб боради: бўлса .
Транcляцион симметриянинг таъсирига қараб силжишни 2 та синфга ажратиш мумкин:
1. Агар юза атомларининг силжиши муайян бир томонга ва бир хил катталикда рўй берса, бундай ҳодиса релаксация ҳодисаси дейилади. Бундай силжишда юзадаги барча эквивалент атомлар бир хилда силжиганлиги учун трансляцион симметрия ўзгармайди (6-расм). Демак, бу ҳолда базис векторлари ўзгарадию, панжара векторлари ўзгармасдан қолаверади.
2. Агар юза қатламдаги атомлар катталиги жиҳатдан ҳам, йўналиши жиҳатдан ҳам ҳар хил силжиса, бундай силжиш (ҳодиса) реконструкция деб аталади. Бундай ҳолда ҳар хил элементар ячейкалардаги эквивалент атомлар ҳар хил томонга ва ҳар хил масофага силжийди; натижада трансляцион симметрия ўзгаради. Яъни базис вектори ҳам, панжара вектори ҳам ўзгаради (2.4-расм).
2.4-расм. Релаксацияланган (а) ва реконструкцияланган (б) юза қатламлар
Бизга маълумки, ҳар қандай кристалл жисмда турли хил типдаги нуқсонлар мавжуд бўлади. Юза қатламларда ҳам ҳар хил нуқсонлар мавжуд бўлиб, уларни умумий ҳолда 2 турга ажратиш мумкин:
а) кристаллнинг ҳажмий тузилишида рўй берадиган нуқсонлар юзаларда ҳам мавжуд бўлади. Буларга, жумладан, қуйидагилар киради: вакансия; тугунлар орасида жойлашган атомлар; антиструктурал нуқсонлар; дислокация; кристалл бўлакларнинг чегаралари.
б) Қаттиқ жисм юзасининг вакуум чегарасидаги нуқсонлар: алоҳида атомлар; сиртий поғоналар, террасалар, ҳар хил ориентирланган бир хил типдаги доменлар, ғадир-будурликлардан иборат қатлам кучланганлиги ва бошқалар.
Do'stlaringiz bilan baham: |