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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 晶体 » 基础理论 » 密排六方晶体(10-11) 晶面的特点
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Nano-mse

金虫 (小有名气)

[求助] 密排六方晶体(10-11) 晶面的特点

密排六方晶体，(10-11) 晶面有什么特殊的特点吗？一般听说(0001)晶面是生长速度最快的晶面，那么有没有可能(10-11)晶面会成为生长最快的晶面呢？有什么本质的原因吗？
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1楼2013-01-24 16:06:06
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avgon

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
Nano-mse: 金币+5, 非常感谢，一定是因为外界条件的诱导才会引起生长速度的改变，但是对于我提的特定晶面，是否有相关的理论呢？ 2013-01-24 20:19:42
linhua0402313: 金币+1, 感谢回帖交流，欢迎常来晶体板块 2013-01-25 17:23:08
(0001)晶面是生长速度最快，是因为其表面能最大，生长时为了实现能量的最小化，有让这样的面最先消失的趋势。但这决不是金科玉律。其它晶面由于生长环境的不同也可能成为特定环境下生长最快的晶面。主要表现在通过改变实验条件，其实也就是改变了晶体的生长环境，在新的环境下，系统总体能量最小化要求晶体要按特定的方向生长。也就是说生长环境能够决定生长方向。你可以参见这篇文章http://aipadvances.aip.org/resou ... 2150_s1?bypassSSO=1
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仰望星空脚踏实地
2楼2013-01-24 17:48:50
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avgon

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★
Nano-mse: 金币+5, ★★★很有帮助, 非常感谢您！我还有个进一步的问题，如果我知道了在一个(10-11)晶面比(0001)生长还有快，但不知道为什么速度会加快，有没有什么已有的方法验证呢？ 2013-01-25 15:45:24
linhua0402313: 金币+1, 感谢回帖交流，欢迎常来晶体板块 2013-01-25 17:23:20
对于像GaN, AlN或者ZnO这样的晶体，属于纤维锌矿晶体结构，也是六方结构。它们的0001一般是择优生长方向，而（10－11）晶面特点也与（0001）类似也是一个极性面，只不过极性没有（0001）强。看晶面特点可以先简单地从这个晶面的原子排布特点来看，比如此面截断后对外的悬挂键数，或者找对材料不同晶面的表面及界面能进行计算的文章，通过能量的观点可以估计晶面的生长特点，当然这只是平衡状态生长的理论，如果晶体生长条件是非热力学平衡的条件，由于里面包含的因素复杂，所以还要具体问题具体分析了。因此才需要改变和设计实验条件来验证自己的猜想。
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仰望星空脚踏实地
3楼2013-01-24 20:39:17
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avgon

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
Nano-mse: 金币+10, ★★★很有帮助, 再次感谢您！！我研究了我的实验过程，发现似乎只有温度对结果有显著影响。但是大师兄说“这个解释太笼统了，所有的实验，温度都对结果有影响。还有如果是因为温度，为什么只对一个面的生长有显著影响？”请问您，是这样吗？真的不能从温度方面解释吗？ 2013-01-25 16:37:42
linhua0402313: 金币+1, 感谢回帖交流，欢迎常来晶体板块 2013-01-25 17:23:28
引用回帖:
3楼: Originally posted by avgon at 2013-01-24 20:39:17
对于像GaN, AlN或者ZnO这样的晶体，属于纤维锌矿晶体结构，也是六方结构。它们的0001一般是择优生长方向，而（10－11）晶面特点也与（0001）类似也是一个极性面，只不过极性没有（0001）强。看晶面特点可以先简单地 ...

如果你做出的材料已经明显得表现出了10－11的择优生长，那说明你所用的实验生长条件不是平衡的热力学条件。因为决定晶体生长的大方面有两个，一个是外因，也就是实验条件及环境因素，二是内因，也就是晶体本身的晶体结构特点。按照内因应该是沿0001方向生长，但外因的作用也是显著的，所以你要好好考究自己的实验方法，以及晶体生长在你所用的实验方法中的热力学和动力学过程，并充分考虑可能的影响因素，才可能把问题分析得相对清楚。不同的实验方法都有些决定晶体生长的关键参数，你需要仔细分析自己的实验过程，然后去探索，找原因。
现在还没有一个统一理论可以去准确解释这么多复杂的晶体生长过程背后的真正原因，就是因为重多的外因与复杂的内因的相互作用让这一切变得很复杂，你所要做的就是考察自己的系统，抓主要矛盾。
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仰望星空脚踏实地
4楼2013-01-25 16:08:05
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avgon

至尊木虫 (著名写手)
★
linhua0402313: 金币+1, 感谢回帖交流，欢迎常来晶体板块 2013-01-25 17:23:37
引用回帖:
4楼: Originally posted by avgon at 2013-01-25 16:08:05
如果你做出的材料已经明显得表现出了10－11的择优生长，那说明你所用的实验生长条件不是平衡的热力学条件。因为决定晶体生长的大方面有两个，一个是外因，也就是实验条件及环境因素，二是内因，也就是晶体本身的晶 ...

我不知道你所用的是什么方法，但直接说温度肯定不合适，温度是个热学量，它是提供晶体生长所必须的能量。晶体的生长行为肯定还与生长元素在不同温度下的不同表现行为有关，分析时不是说温度影响了什么，而是要看温度变后会对晶体生长过程中哪些因素造成影响。
还有就是同样的晶体用不同的生长方法就可能会得到生长方向不同的样品。能把生长方向在你特定的实验条件下的择优性分析清楚，就是一个不错的工作了。所以你要做的就是把这个做为一个研究点，多查查相关文献，也许哪一篇就会给你灵感。
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Nano-mse
仰望星空脚踏实地
5楼2013-01-25 16:58:39
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avgon

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

引用回帖:
6楼: Originally posted by Nano-mse at 2013-01-25 17:14:49
谢谢您的快速，热心的回复。我忽然想到了一个问题，在您提供给我的文章里，提到了纳米线的不同晶面生长的自由能公式，这个公式可以适用于其他形态的纳米结构吗？或者说在晶体中，如果10-11晶面的表面积是0001的十几 ...

那是个晶面生长比较普遍适用的公式，但要定量的话，就要知道公式里所涉及到的相关参量的值，如果幸运的话，你可能会从文献中找到这些值。在最终的晶体中，如果表面大部分是10－11晶面包围，说明10－11晶面长得很慢，所以最终才表现出来。长得快的晶面都已经看不见或者很少了。晶体最终的形态是被生长最慢的晶面所包围。
是晶面的生长速度决定了最终晶面占晶体表面的多少，你正好理解反了。
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仰望星空脚踏实地
7楼2013-01-25 17:24:46
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