Энциклопедический словарь нанотехнологий - диффузия в кристалле

Термин на английском

diffusion in the crystalСинонимы

solid state diffusionАббревиатуры

Связанные термины

диффузия, зернограничная диффузия, низкотемпературное спекание, поверхностная диффузияОпределение

перенос атомов в кристаллическом твердом теле, обусловленный хаотическим тепловым движением

Диффундировать могут как собственные атомы решетки (самодиффузия или гомодиффузия), так и атомы или ионы других химических элементов, присутствующих в кристаллической решетке (примесная или гетеродиффузия), а также точечные дефекты структуры кристалла междоузельные атомы и вакансии.

Основными механизмами диффузии в твердом теле являются:

• вакансионный механизм, который  заключается в миграции атомов по узлам кристаллической решётки при помощи вакансий. В любом кристалле существуют вакансии — незанятые позиции в кристаллической решетке. Один из соседних атомов может перескочить на место вакансии и занять её место, оставив, в свою очередь,  вакансию на своей прежгней позиции. Так происходит перемещение по решетке атомов и вакансий, а, значит. и массоперенос, интенсивность которого растет с увеличением количества вакансий.
• межузельный механизм, при котором перенос вещества осуществляется межузельными атомами. Диффузия по такому механизму происходит интенсивно, если в кристалле по каким-то причинам присутствует большое количество межузельных атомов, и они легко перемещаются по решетке.
• прямой обмен атомов местами, который заключается в том, что два соседних атома прыжком обмениваются местами в решетке кристалла.

В любом процессе диффузии в твердом теле, как правило, имеют место все перечисленные механизмы движения атомов и ионов, хотя и в разном соотношении. Энергия, необходимая для перемещения вакансии или атома по решетке, называется энергией активации диффузии. Если в кристалле имеются протяженные дефекты (дислокациии, дефекты упаковки, границы зерен), то скорость миграции по этим дефектам может быть заметно выше, чем в бездефектной области.

• Зотов Андрей Вадимович, д.ф.-м.н.
• Саранин Александр Александрович, д.ф.-м.н.

Теги

Разделы

Наука