Auflösung Von Kristallen: Theorie Und Technische Anwendung

ISBN-13: 9783709134030 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 270 str.

R. B. Heimann

Spis treści

A. Mikromorphologie.- 1. Geometrisch-kinematische Theorien der Ätzgrubenbildung.- 1.1. Klassische kinematische Theorie nach Gross..- 1.2. Stabilitätskriterien für Ätzgruben und Ätzhügel..- 1.3. Gittergeometrisches Modell.- 2. Molekular-kinetische Theorien.- 2.1. Kinematische Theorien des Stufenkontinuums.- 2.1.1. Topographische Theorie der Kristallauflösung nach Frank.- 2.1.2. Kinematische Theorie nach Cabrera..- 2.2. Kinematische Theorie unter Berücksichtigung der Aufspaltung von wandernden Stufenzügen..- 2.2.1. Gleichungen für die Stufengeschwindigkeiten..- 2.2.2. Verhalten von Stufenketten mit unterschiedlichen Stufenzahlen.- 2.2.3. Aufspaltung in Stufenpaare..- 2.2.4. Anwendung des Mullins-Hirth-Modells auf die topographische Theorie nach Frank..- 3. Diffusions-Theorien.- 3.1. Diffusionstheorie der Ätzgrubenbildung ohne Fremdstoffadsorption.- 3.2. Fremdstoff-Diffusionsmechanismus bei der Ätzgrubenbildung..- 3.3. Halbkristallage und Fremdstof f adsorption.- 4. Adsorptions-Theorie.- 4.1. Formal-thermodynamische Methode nach Gibbs-Wulff..- 4.2. Oberf lächenenergieerniedrigung durch Adsorption..- 4.3. Topochemische Adsorptionstheorie der Einkristallätzung.- 5. Thermodynamische Theorien der Ätzgrubenbildung.- 5.1. Versetzungen als Ätzgrubenquelle..- 5.1.1. Typen von Versetzungen.- 5.1.2. Dissoziation von Burgers-Vektoren.- 5.1.3. Verzerrungsenergie von Versetzungen..- 5.2. Mechanismen der Versetzungsätzung.- 5.2.1. Spiralmechanismus an Schraubenversetzungen..- 5.2.2. Modell der Lochkeimbildung nach Cabrera.- 5.2.2.1. Lochkeimbildung auf einer ideal-ungestörten Oberfläche.- 5.2.2.2. Lochkeimbildung an einer Versetzung.- 5.2.3. Vergleich der verschiedenen Ätzmechanismen..- 6. Ätztechnik und Untersuchung von Ätzfiguren.- 6.1. Ätztechnik..- 6.1.1. Versetzungsätzung..- 6.1.2. Thermische Ätzung.- 6.1.2.1. Ätzgruben.- 6.1.2.2. Facettierung..- 6.1.3. Ätzung durch Ionenbombardement (Ionenätzen).- 6.1.4. Chemisches Polieren.- 6.1.4.1. Grundlagen.- 6.1.4.2. Chemisches Polieren von Halbleitern und keramischen Materialien.- 6.1.4.3. Elektrolytisches Polieren.- 6.1.5. Lochfraßkorrosion (Pitting)..- 6.2. Untersuchungsmethoden für Ätzfiguren..- 6.2.1. Klassische optische Methoden. Direkte Messung am Mikroskop.- 6.2.2. Klassische optische Methoden. Lichtfiguren.- 6.2.3. Interferenzmikroskopische Methoden. Zweistrahlinterferenz-Verfahren nach Michelson..- 6.2.4. Interferenzmikroskopische Methoden. Vielstrahl-Interferenz-Verfahren nach Tolansky..- 6.2.5. Interferenzmikroskopische Methoden. Zweistrahlinterferenzkontrast-Verfahren nach Nomarski (Polarisationsinterferometrie).- 6.2.6. Lichtprofilmikroskopie..- 6.2.7. Schärfentiefen-Mikroskopie nach McLachlan..- 6.2.8. Elektronenoptische Verfahren. Rasterelektronenmikroskop..- 6.2.9. Ätzheiztisch..- 6.2.10. Gasätzkammer.- 7. Ätzfiguren und Kristallsymmetrie.- 7.1. Beziehungen zwischen Ätzfiguren und Kristallsymmetrie..- 7.1.1. Punktgruppensymmetrie.- 7.1.2. Ableitung der Ätzfiguren aus der Kristallstruktur mit Hilfe der PBC-Vektoren.- 7.1.2.1. Flußspatgitter..- 7.1.2.2. Zinkblendegitter.- 7.1.2.3. Diamantgitter..- 7.1.2.4. Rutilgitter.- 7.2. Flächenspezifische Adsorption von Spiegelbildisomeren (Hypomorphie) und andere sterische Effekte.- 7.3. Ätzverhalten polarer Kristalle (Halbleiter).- 7.4. Anomale Ätzfiguren..- 7.4.1. Ätzsporne („Beaks”).- 7.4.2. Ätzkanäle..- 7.4.3. Symmetrieänderungen von Ätzgruben durch topotaktische Reaktionen.- B. Makromorphologie.- 8. Einführung.- 8.1. Historische Entwicklung des Lösungskörperbegriffs.- 8.2. Einkristallkugeln..- 9. Kinematische Theorie der Lösungskörperentwicklung.- 9.1. Die Isoklinen-Methode nach Gross..- 9.1.1. Konstruktion der Lösungsgeschwindigkeitsfläche bzw. -kurve.- 9.1.2. Konstruktion der Isoklinen..- 9.1.2.1. Lineares Modell.- 9.1.2.2. Quadratisches Modell.- 9.2. Geometrische Methode zur Charakterisierung von Lösungskörpern nach Yamamoto..- 10. Topographische Theorie von Frank.- 10.1. Orthogonale Trajektorien..- 10.2. Zweidimensionale Darstellung des Lösungswiderstand-Diagramms.- 10.2.1. Franksche Lösungstheoreme..- 10.2.2. Konstruktion der Trajektorien.- 10.2.3. Auflösung polyedrischer Ausgangskörper..- 10.3. Dreidimensionale Darstellung des Lösungsvorganges..- 10.3.1. Auflösung eines polyedrischen Kristalls..- 10.3.2. Betrachtung gekrümmter Oberflächen.- 10.3.2.1. Polyeder-Näherung..- 11. Molekularkinetische Theorie der Auflösung von Einkristallkugeln nach Lacmann, Franke und Heimann.- 11.1. Die L-Endform besteht aus nur einer Flächenart..- 11.2. Beziehungen zwischen Gleichgewichtsform-Flächen und Lösungsform-Flächen.- 11.2.1. Modell 1..- 11.2.1.1. G-Form besteht aus nur einer Flächen- und Eckenart..- 11.2.1.2. G-Form besteht aus nur einer Flächenart, aber enthält unterschiedliche Eckenarten..- 11.2.1.3. G-Form besteht aus verschiedenen Flächenarten.- 11.2.1.4. G-Formflächen mit sehr unterschiedlichen Verschiebungsgeschwindigkeiten.- 11.2.1.5. Beziehungen zwischen Abstand der Stufen und ihrer Verschiebungsgeschwindigkeit.- 11.2.2. Modell 2..- 11.3. Der Krümmungsradius der Lösungskörper nimmt zu..- 11.3.1. Modell 3a..- 11.3.2. Modell 3 b..- 11.3.3. Einfluß der K?- bzw. K?-Werte auf die L-Form.- 11.3.4. Einfluß der Krümmungsradien auf die L-Form.- 11.4. Experimentelle Beispiele..- 11.4.1. Germanium, Silizium.- 11.4.2. Magnesiumoxid, Spinelle.- 11.4.3. Rutil, Magnesiumfluorid.- 11.4.4. Quarz.- 11.4.5. Korund.- Anhang A : Ergebnisse der Einkristallkugel-Auflösung.- Anhang B: Ätzlösungen für Versetzungsätzung..- Anhang C: Polierlösungen.- Verzeichnis der wichtigsten verwendeten Symbole.- Literaturverzeichnis..- Namenverzeichnis.- Sachverzeichnis..- Substanzverzeichnis..

O autorze

Robert Heimann is professor emeritus of applied mineralogy and materials science. He obtained his academic degrees from Freie Universität (FU) Berlin, and subsequently served as a faculty member at FU Berlin and Universität Karlsruhe. From 1979 on he worked in Canada as a research associate (McMaster University), senior researcher (3M Canada Inc.), staff geochemist (Atomic Energy of Canada Limited), and research manager (Alberta Research Council). From 1993 to 2004 he was a full professor at TU Bergakademie Freiberg. Professor Heimann has authored over 260 scientific publications and in 2001 was awarded the Georg-Agricola-Medal of the German Mineralogical Society (DMG) for his outstanding lifetime achievements in applied mineralogy.