點缺陷空位的表征與計算.pdf

1、空位是固體中最簡單和常見的一種缺陷，然而固體的許多物理和機械性質(zhì)與空位的存在關系極大．詳細地研究空位的形成和性質(zhì)對理解材料的微觀和宏觀性能都有重要作用．空位對于材料相變，晶體生長，原子擴散等結(jié)構(gòu)演變過程產(chǎn)生重要影響，并對材料的物理、力學性能產(chǎn)生重要影響。然而，到目前為止，空位的測量與表征十分困難。到目前為止，還沒有一個有效實用的表征晶格中空位的實驗方法，用正電子湮沒和穆斯堡爾方法，僅能測量空位密度。用原子力學顯微鏡可以觀察空位，但是僅能

2、分析樣品表面層的空位形態(tài)。如何直接捕捉晶體內(nèi)部的空位并直接觀察其形態(tài)特點一直很困難。因此對空位進行表征，直接捕捉晶體內(nèi)部的空位并直接觀察其形態(tài)特點日益提到科學研究的進程中來。 本文在衍射動力學理論基礎上，運用散射矩陣法去分析探討含空位晶體的衍射強度，利用經(jīng)推導的含空位晶體的衍射動力學公式，計算了在不同參數(shù)情況下，含空位晶體空位在晶體內(nèi)部某一位置的衍射強度值以及同等參數(shù)條件下完整晶體的衍射強度值，將求出的二者之間的比值，轉(zhuǎn)化為襯度

3、，從而模擬出原子-空位的亮度灰度對比圖．再結(jié)合透射電鏡等手段觀察分析微觀組織結(jié)構(gòu)時的圖片，運用Digital Micrograhy軟件做出這些圖片的高分辨原子顯微圖像，并與原子-空位灰度圖對比分析．通過含空位晶體的衍射動力學理論，結(jié)合原子-空位灰度圖以及高分辨原子顯微圖，論文嘗試對納米晶體中的空位進行了間接表征．最后提出了計算空位形成能新方法，在Tiwari和Patil計算空位形成能的模型基礎上，對金屬表面能的計算方法進行了改進，計算了