The object of this research is the mechanisms of crystal growth processes. As a model of investigation, a plane-faced crystal in the form of cubes is taken. Two mechanisms of crystal growth are investigated. With the first mechanism in the process of crystal growth, the growing surface moves due to the lateral displacement of the steps, while the second one – a continuous displacement along the normal to the surface of the crystal occurs. A problematic issue when growing crystals with these mechanisms from the melt is the preservation of the purity of the metal itself, especially if it is in a molten state. It is shown that when using the «layer-by-layer» mechanism of crystal growth, the problem of the formation of two-dimensional «embryos» is a problematic moment. This process is quite sensitive to supersaturation, and the probability of its carrying out at rates below 45–50 % is quite small. In the course of the research, statistical analysis methods are used to determine the positive and negative aspects of the use of crystal growth mechanisms, analyze the results of studies to determine the dynamics of the use of a particular mechanism for growing crystals. The hypothetical-deductive method is used in the process of acquaintance with the actual material of research in the field of crystal growth, which additionally requires in-depth analysis of information sources and also a method of generalizing the results to establish the general properties and trends characteristic of the crystal growth mechanisms under study. It is justified that if the thermal conditions of the processes are not observed, it is difficult to achieve the desired orientation and configuration of the crystals. It is shown that the «normal» crystal growth mechanism is effective provided that the condition that there are enough «energetically favorable» sites for fixing the atoms on the surface, which is not always feasible.
Объектом данного исследования являются механизмы процессов роста кристаллов. В качестве модели исследования взят плоскогранный кристалл в форме кубиков. Исследовано два механизма роста кристаллов. При первом механизме в процессе роста кристалла растущая поверхность движется за счет бокового перемещения ступеней, при втором – происходит непрерывное перемещение вдоль нормали к поверхности кристалла. Проблемным вопросом при выращивании кристаллов указанными механизмами из расплава является сохранение чистоты самого металла, особенно если он находится в расплавленном состоянии. Показано, что при применении «послойного» механизма роста кристаллов проблемным моментом является процесс образования двумерных «зародышей». Данный процесс достаточно чувствителен к пересыщению, и вероятность его проведения при показателях ниже 45–50 % достаточно мала. В ходе исследований были использованы методы статистического анализа для определения позитивных и негативных сторон использования механизмов роста кристаллов, анализа результатов исследований для определения динамики использования того или иного механизма выращивания кристаллов. Применялся гипотетико-дедуктивный метод в процессе ознакомления фактического материала исследований в области роста кристаллов, которые дополнительно требуют углубленного анализа источников информации. Применялся также метод обобщения результатов для установления общих свойств и тенденций, характерных исследуемым механизмам роста кристаллов. Обосновано, что при несоблюдении тепловых условий проведения процессов сложно добиться нужной ориентации и конфигурации кристаллов. Показано, что «нормальный» механизм роста кристаллов эффективен при соблюдении условия того, что на поверхности должно быть достаточно много «энергетически выгодных» мест закрепления атомов, что не всегда выполнимо.
Обʼєктом даного дослідження є механізми процесів росту кристалів. В якості моделі дослідження взято плоскогранний кристал у формі кубиків. Досліджено два механізми росту кристалів. При першому механізмі в процесі росту кристалу зростаюча поверхня рухається за рахунок бічного переміщення ступенів, при другому відбувається безперервний потік уздовж нормалі до поверхні кристала. Проблемним питанням під час вирощування кристалів зазначеними механізмами з розплаву є збереження чистоти самого металу, особливо якщо він знаходиться у розплавленому стані. Показано, що під час застосування «пошарового» механізму росту кристалів проблемним моментом є процес утворення двовимірних «зародків». Даний процес досить чутливий до пересичення, і ймовірність його проведення при показниках нижче 45–50 % досить мала. В ході досліджень були використані методи статистичного аналізу для визначення позитивних і негативних сторін використання механізмів росту кристалів, аналізу результатів досліджень для визначення динаміки використання того чи іншого механізму вирощування кристалів. Застосовувався гипотетико-дедуктивний метод в процесі ознайомлення фактичного матеріалу досліджень в області росту кристалів, які додатково вимагають поглибленого аналізу джерел інформації. Використовувався також метод узагальнення результатів для встановлення загальних властивостей і тенденцій, характерних досліджуваним механізмам росту кристалів. Обґрунтовано, що за недотримання теплових умов проведення обох процесів складно домогтися потрібної орієнтації і конфігурації кристалів. Показано, що «нормальний» механізм росту кристалів ефективний за дотримання умови того, що на поверхні має бути досить багато «енергетично вигідних» місць закріплення атомів, що не завжди може виконуватися.