Статьи автора

Переходы между равновесными и неравновесными явлениями в описании роста кристалла

Номер выпуска 4 от 01.04.2024

Тесное переплетение равновесных и неравновесных термодинамических представлений и переходов между двумя предельными принципами термодинамики: вторым началом и принципом наименьшего принуждения (минимумом производства энтропии в стационарном режиме) – составляет основное содержание феноменологических теорий роста кристалла. Различие базовых постулатов двух разделов термодинамики вынуждает обсуждать проблемы обратимости и необратимости времени, масштабов наблюдаемых явлений и правил сопряжения термодинамических сил и потоков в теориях роста кристалла. Вариант решения некоторых проблем сопряжения показан на примере флуктуационной модели дислокационного роста кристалла, в основе которой лежит стационарный изотермический процесс термодинамических флуктуаций свободной энергии. В случае предельного режима адсорбции примесей на грани кристалла по модели Ленгмюра флуктуации свободной энергии, обладающие отсутствием эффекта памяти, позволяют выделить три химических потенциала строительных частиц, определяющих соответствующие значения пересыщений раствора, реализующиеся на разных масштабных уровнях у растущей грани кристалла, содержащей винтовую дислокацию. Пересыщения управляют квазиравновесными и неравновесными термодинамическими процессами, составляющими единый дислокационный механизм роста кристалла.

120 0

Атомно-силовая микроскопия и строительная частица во флуктуационной теории роста кристалла

Номер выпуска 2 от 01.02.2023

Обсуждаются особенности применения низкоэнергетического атомно-силового микроскопа (АСМ) для изучения динамического процесса роста грани с позиции флуктуационной модели роста кристалла. Показано, что взаимодействие зонда с участком растущей поверхности кристалла в масштабе времени, характерном для последовательности флуктуаций свободной энергии, служит ограничивающим фактором для построения изображения поверхности растущей грани. Продемонстрировано согласие феноменологического и квантового (по соотношению неопределенностей) описаний эффекта предельного увеличения растущей грани кристалла в АСМ. Обсуждаются также особенности регистрации роста ступени на грани кристалла с помощью просвечивающего/сканирующего электронного микроскопа высокого разрешения в газовой среде. Эффект предельного увеличения при наблюдении роста в АСМ служит основанием для обсуждения концепции переходного состояния вещества при топохимической реакции роста кристалла и феномена строительной частицы.

57 0