高二物理競賽位錯(cuò)課件

雙原子鏈剛性滑移模型

t

xd

q切變角：

q

q<<

1

切應(yīng)力：

t

Gq

G

G：切變模量§1、

位錯(cuò)一、金屬的范性形變F2.

位錯(cuò)的滑移位錯(cuò)的滑移：在外加切應(yīng)力的作用下，位錯(cuò)線在滑移面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)滑移面：

Burgers矢量與位錯(cuò)線所確定的平面。外加切應(yīng)力的剪切面位錯(cuò)滑移的條件：滑移面必須是外加切應(yīng)力的剪切面，t∥b。對(duì)于刃位錯(cuò)，滑移面唯一確定，

因此，要使刃位錯(cuò)滑移，

外加切應(yīng)力t必須垂直于位錯(cuò)線。對(duì)于螺位錯(cuò)，

其滑移面不唯一確定，

而與外加切應(yīng)力有關(guān)。使螺位錯(cuò)滑移，外加切應(yīng)力則平行于位錯(cuò)線。tb

b

ttt位錯(cuò)的攀移：刃位錯(cuò)垂直于滑移面的運(yùn)動(dòng)。位錯(cuò)的攀移總是伴隨著空位（或間隙原子）的產(chǎn)生或消滅的。3.

位錯(cuò)的產(chǎn)生與增殖(1)

位錯(cuò)的產(chǎn)生v在晶體生長過程中，由籽晶引入位錯(cuò)v

由晶體中的熱應(yīng)力而引起的位錯(cuò)v晶體中雜質(zhì)的不均勻偏析，使局部晶格發(fā)生畸變v高溫下生長的晶體，在降溫過程中，空位的凝聚v晶體機(jī)械加工時(shí)，晶體局部受機(jī)械應(yīng)力的作用S(2)

位錯(cuò)密度定義：位錯(cuò)密度位錯(cuò)密度就等于單位晶體表面上的位錯(cuò)露頭數(shù)L

Nl

NV

Sl

SLr

V

?r

bO(3)

位錯(cuò)的增殖a.

L型位錯(cuò)源Ot

B tAAb.

U型位錯(cuò)源（Frank-Reed源）

bt

A

BO

O’t

在Si單晶中所觀察到的Frank

－Read源在SiC單晶中所觀察到的螺位錯(cuò)生長螺線v綴飾法：如將Na在高溫下擴(kuò)散到NaCl晶體中，Na

原子就會(huì)沿位錯(cuò)線聚集而

顯出顏色vX射線形貌照相可直接照出晶體薄片中的位錯(cuò)線(4)

位錯(cuò)的觀察v化學(xué)腐蝕法：選用適當(dāng)?shù)母?/p>

蝕液，晶體表面位錯(cuò)露頭處最容易被腐蝕，形成錐形的腐蝕坑。v用高分辨電子顯微鏡可照出晶體中原子的排列情況v其他方法§5.1

Sommerfeld的自由電子論一、

自由電子模型動(dòng)，電子間的相互作用忽略不計(jì)；

v電子在運(yùn)動(dòng)中存在一定的散射機(jī)制。v

電子按能量的分布遵從Fermi

－Dirac統(tǒng)計(jì)；v電子的填充滿足Pauli不相容原理；v

電子在一有限深度的方勢(shì)阱中運(yùn)二、

運(yùn)動(dòng)方程及其解1.

運(yùn)動(dòng)方程

h2

2

2m

V0

y

EyV0：

電子在勢(shì)阱底部所具有的勢(shì)能，取V0

＝0。2

2mE2

2yk2y

0令

有

kh方程的解：

yk

r

Aeik

rA

：歸一化因子，

由歸一化條件確定。

(

V

)y

y

k

dt

1

A

V:

金屬的體積

yk

r

exp

ik

r

k：電子波矢k*E

k

電子的能量：2.

周期性邊界條件設(shè)Na是金屬沿基矢aa（a＝1

，2

，3）方向的原胞數(shù)，金屬中原胞的總數(shù)：

N＝N1

N2

N3周期性邊界條件：yk(r)＝y(tǒng)k(r+Naa

a)

，

a＝1,

2,

3

exp

ik

r

exp

ik

r

N

a

aa

exp