НИТЕВИДНЫЕ КРИСТАЛЛЫ

Микроскопич. монокристаллы, размеры к-рых в одном направлении во много раз больше, чем в остальных (типичная длина 1—2 мм, диаметр =1—2 мкм). Обычно Н. к. растут в определ. кристаллографич. направлениях (напр., по нормали к плотноупакованной грани), имеют изометричное (шестиугольное, квадратное и т. д.) сечение; встречаются также тонкие ленточки и пластины (толщиной 0,1 — 10 мкм, шириной 0,1—1 мм).

Существует неск. способов получения Н. к. Наиболее типичен рост Н. к. из газовой фазы, однако наблюдается также рост из р-ров и из тв. фазы. Напр., Н. к. К образуются при испарении К в вакууме; Si — при газофазной реакции SiCl4+2H2:«Si+4НСl; NaCl — из пересыщенного водного р-ра; Sn — из тв. фазы. Скорости роста Н. к. в длину во много раз больше, чем в случае обычных кристаллов (как правило, из газовой фазы =0,01 мм/с, но могут достигать 1—2 см/с). растворения.

Рост Н. к. из газа или пара происходит по т. н. механизму пар — жидкость — кристалл. На вершине растущего кристалла находится капля р-ра кристаллизуемого в-ва в к.-л. др. в-ве (напр., при выращивании Н. к. Si капля р-ра Si в Au). Атомы Si из пара диффундируют сквозь каплю и осаждаются на границе жидкость — кристалл, а капля отодвигается, оставаясь всё время на вершине Н. к. Такой механизм объясняет мн. особенности роста Н. к. (в т. ч. роль примесей, к-рые инициируют их рост) и позволяет создать методы их управляемого выращивания для пром. производства. При росте Н. к. из р-ров и из тв. фазы существенную роль играют винтовые дислокации: вершина или основание растущего Н. к. имеет нарастающую ступеньку, воспроизводящую себя по мере поступления в-ва к поверхности Н. к. Хотя указанные механизмы в осн. объясняют процессы образования Н. к., отдельные особенности их роста пока полностью не выяснены. растворения (рис.).

Н. к. обладают рядом уникальных свойств: они практически не имеют дефектов и их прочность близка к теоретическому пределу, то есть может превосходить прочность обычных монокристаллов в 102—103 раз (см. табл.). Это даёт возможность изучать влияние сильных упругих деформаций на разл. физ. свойства кристаллов, напр. электросопротивление. Большой диапазон толщин и высокая хим. чистота Н. к. используются для исследования размерных эффектов. Сконструирован ряд приборов (миниатюрные термометры, тензодатчики и датчики Холла, дозиметрич. приборы), в к-рых Н. к. играют роль датчиков. В электронике Н. к. используются как высокоэффективные автоэмиссионные катоды (см. АВТОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ). Н. к. используются и для создания высокопрочных к о м п о з и ц и о н н ы х м а т е р и а л о в.