МОНОКРИСТА́ЛЛ
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
МОНОКРИСТА́ЛЛ [от моно... и греч. ϰρύσταλλος – лёд (так называли кристаллы горного хрусталя)], достаточно хорошо огранённый кристалл с однородным и регулярным в трёх измерениях и на больших расстояниях (дальний порядок) внутр. строением. Внешняя форма М. обусловлена его атомно-кристаллич. структурой и условиями кристаллизации. Выросшие в равновесных условиях М. приобретают хорошо выраженную естеств. огранку в форме правильных многогранников определённой симметрии; в М., выросших в неравновесных условиях кристаллизации, огранка проявляется слабо. Примерами огранённых природных М. могут служить огромные (массой до сотен килограммов) М. кварца (горного хрусталя), каменной соли, исландского шпата, а также относительно мелкие М. алмаза, берилла, топаза.
По степени совершенства М. разделяют на немозаичные – одиночные кристаллич. индивиды – и мозаичные, построенные из маленьких кристаллич. блоков. В пределах одного блока (размером 10–7 м) М. считается идеальным. Фактически идеальный М. представляет собой минимальный по объёму блок когерентного рассеяния. Размеры и ориентация блоков, т. е. характер мозаичности, в достаточно больших по размерам кристаллах зависят от условий кристаллизации, температурных колебаний, механич. воздействий – от всей предшествующей истории кристалла.
Термин «М.» широко используют только при выборе кристалла для исследования его строения методом рентгеноструктурного анализа. Чаще происходит его замена термином «кристалл», но и при выращивании, и при изучении свойств речь идёт именно о М. Регулярность в строении М. появляется за счёт параллельных сдвигов фрагментов структуры на вектор определённой длины (вектор трансляции). Эта операция симметрии – необходимое и достаточное условие образования и существования М. (см. Симметрия кристаллов). Методом рентгеноструктурного анализа изучено атомное строение кристаллов более 100 тыс. неорганич. и 400 тыс. органич. и координационных соединений; результаты этих исследований занесены в немецкую (Inorganic Crystal Sructure Database, ICSD; Карлсруэ) и английскую (Cambridge Sructural Database, CSD; Кембридж) базы данных.
М. ценны как материалы, обладающие особыми физич. свойствами. Напр., алмаз и боразон предельно тверды, флюорит прозрачен для широкого диапазона длин волн, кварц – пьезоэлектрик. М. способны менять свои свойства под влиянием внешних воздействий (света, механич. напряжений, электрич. и магнитного полей, радиации, темп-ры, давления), поэтому их применяют в качестве разл. преобразователей в радиоэлектронике, квантовой электронике, акустике, вычислит. технике и др. Первоначально в технике использовались природные М., однако их запасы ограничены, а качество не всегда достаточно высоко, поэтому появилась необходимость искусств. выращивания М. Выращивают М. разл. методами, обеспечивающими получение кристаллов заданного размера, формы и дефектности (см. Кристаллизация). Качество выросших М. проверяют дифракционными методами; для проверки качества прозрачных М. возможно применение оптич. методов с использованием поляризационного микроскопа.