4.1. Морфология кристаллов парателлурита и ее связь с кинетикой кристаллизации

Поверхности кристаллов, выращенных методом Чохральского, отражают, помимо присущих им элементов огранения, флуктуации температуры и скоростей роста. Поэтому в настоящей работе поверхности кристаллов парателлурита были изучены с помощью различной аппаратуры и при различных увеличениях.

C помощью растрового электронного микроскопа «JEOE» были получены изображения боковых поверхностей монокристаллов парателлурита (рисунки 4.1-4.3). Электронно-микроскопические изображения показывают, что на них наблюдаются периодические вариации диаметра кристаллов, соответствующие трем пространственным и временным масштабам -5 мкм, 50 мкм, 500 мкм; 30с, 300с, 3000с.

Рис. 4.1 - Изображения боковой поверхности монокристалла парателлурита.

Увеличение ?40

Рис. 4.2 - Изображения боковой поверхности монокристалла парателлурита. Увеличение ?100

Рис. 4.3 - Изображения боковой поверхности монокристалла парателлурита. Увеличение ?2000

Дальнейшие исследования поверхности проводились с помощью интерференционного профилометра NanoMap 1OOOWLI. Оказалось, что углы, которые составляют участки поверхности кристалла, соответствующие периодическим разращиваниям и подплавлениям, не одинаковы. Это хорошо видно на профилограмме участка боковой поверхности монокристалла парателлурита, полученного способом Чохральского при истинной скорости вертикального роста, равной 0,4 мм/час (рисунок 4.4). C учетом направления вытягивания (рисунок 4.4 - справа), плавление происходит медленнее, чем рост. Действительно, углы между склонами неровностей соответствующими увеличению диаметра кристалла и осью вытягивания, больше чем соответствующие углы для склонов, совпадающих с моментами уменьшения диаметра.

Рисунок 4.4 - Профилограмма участка боковой поверхности монокристалла парателлурита с микровыступами

Была исследована также морфология фронтов кристаллизации, в том числе, соответствующих росту кристалла парателлурита с большой скоростью (до мм в секунду) и при больших переохлаждениях до 20-30 К. На рисунке 4.5 показана поверхность отрыва кристалла парателлурита от расплава с макровыступами, образующими систему вложенных восьмиугольников. Их

стороны соответствуют граням равновесной формы {110}, {101} и {ИЗ}, исследованным в работе [123]. Длинные выступы в виде дендритов соответствуют направлению [001], определенному в [123] как направление с максимальной температуропроводностью парателурита. Они образовались при максимальных переохлаждениях и скоростях роста.

Рисунок 4.5 - Монокристалл парателлурита, вытянутый в нижней части при больших переохлаждениях расплава, с наростами в направлении [001]