Головна »Огляди» Штучні кристали і їх використання в сучасній техніці
З давніх часів людство використовує кристали. Спочатку це були природні кристали, які використовувалися як знаряддя праці і засоби для лікування і медитації. Пізніше рідкісні камені і дорогоцінні метали почали виступати в ролі грошових коштів. Фундаментальні наукові дослідження і відкриття XX століття дозволили розробити методи отримання штучних кристалів і істотно розширити області їх застосування.
Якщо швидкість вирощування кристала буде високою, то будуть утворюватися полікрісталли, які мають велику кількість монокристалів. Монокристали високочистих речовин мають однакові властивості незалежно від методу отримання.
На сьогоднішній день налічують близько 150 способів отримання монокристалів: парова фаза, рідка фаза (розчинів і розплавів) і тверда фаза.
На кафедрі високотемпературних матеріалів і порошкової металургії останнім методом вирощую монокристали гексаборид лантану і різних евтектичних сплавів на його основі. З монокристалів цих сполук виготовляють катоди, використовуваних в емісійної техніці.
Завдяки розвитку електротехніки та електроніки, використання монокристалів збільшується з року в рік. Деталі, виконані з високочистих монокристалічних матеріалів можна побачити у всіх нових моделях електронних приладів, від радіоприймачів до великих електронно-розрахункових машин.
У техніці не вистачає набору властивостей природних кристалів, тому вчені розробили складний технологічний метод створення кристалоподібні речовин з проміжним властивістю, шляхом вирощування надтонких шарів (одиниці-десятки нанометрів) чергуються кристалів з подібними кристалічними гратами - метод епітаксії. Ці кристали отримали назву фотонних кристалів.
Фотонні кристали мають 3 групи, які визначаються кількістю просторових осей, в яких змінюється показник заломлення. За цим критерієм кристали ділять на одно-, дво- і тривимірні.
Відомим представником фотонних кристалів є опал, що має дивовижний кольоровий візерунок, який з'являється саме завдяки існуванню заборонених енергетичних зон.
У наш час вчені все частіше говорять про нанокристалах. Нанокристали можуть мати розмір від 1 до 10 нм, що залежить від виду нанокристалів. а також від їхнього методу отримання. Зазвичай вони мають 100 нм для кераміки і металів, 50 нм для алмазу і графіту, і 10 нм для напівпровідників. Розмір нанокристалів впливає на появу незвичайних властивості в звичних речовинах.
(Visited 1 333 times, 1 visits today)