失配位错英文解释翻译、失配位错的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 misfit dislocation
分词翻译:
失配的英语翻译:
【计】 unmatch
位错的英语翻译:
【化】 dislocation; line defects; linear defects
专业解析
失配位错 (Misfit Dislocation) 的汉英词典角度解释
在材料科学与晶体学领域,“失配位错”是一个核心概念,指在异质外延生长过程中,由于两种材料晶格常数不匹配(即存在晶格失配)而在界面附近形成的一种特殊位错结构。其英文对应术语为Misfit Dislocation。
-
定义与核心概念 (Definition & Core Concept)
- 失配位错 (Misfit Dislocation): 当一种晶体材料(薄膜)在另一种具有不同晶格常数的晶体材料(衬底)上生长时,为了部分或完全弛豫因晶格常数差异产生的界面应力(失配应力),在界面或其附近区域引入的位错线。其伯格斯矢量通常具有平行于界面的分量,该分量直接用于补偿晶格失配。
- Misfit Dislocation: A line defect formed at or near the interface between two crystalline materials with different lattice constants during heteroepitaxial growth. Its primary function is to relieve the coherency strain (misfit strain) arising from the lattice mismatch. The Burgers vector of a misfit dislocation has a component parallel to the interface that accommodates the lattice mismatch.
-
形成机制与作用 (Formation Mechanism & Role)
- 在晶格失配较小时,初始生长的薄膜可能通过弹性形变(应变)与衬底保持共格界面(即原子位置一一对应)。但随着薄膜厚度增加,累积的弹性应变能会达到临界值。此时,系统倾向于通过引入失配位错来弛豫部分应变能,使界面转变为半共格或非共格状态。失配位错的引入是材料系统降低其总能量的自发过程。
- 失配位错的核心作用是弛豫失配应力/应变 (Relax misfit stress/strain)。其伯格斯矢量在界面平面内的分量(失配分量)直接“抵消”了相邻晶面间因晶格常数不同而导致的原子位置偏差,允许薄膜在更接近其自身平衡晶格常数的状态下生长,从而减少系统总能量。
-
重要性与应用领域 (Significance & Applications)
- 失配位错对异质结构材料的性能有决定性影响。它们是实现应变弛豫硅锗(SiGe)、三五族化合物半导体(如GaAs on Si, InGaAs on GaAs)等关键异质结材料的基础。
- 在半导体器件(如高性能晶体管、激光器、探测器)和薄膜技术中,理解和控制失配位错的密度与分布至关重要。过高的失配位错密度会引入载流子散射中心和复合中心,显著劣化器件的电学与光学性能(如迁移率下降、漏电流增加、发光效率降低)。因此,通过选择缓冲层、控制生长条件(温度、速率)或设计应变层超晶格等方法抑制或引导失配位错的形成,是优化材料质量和器件性能的关键技术。
权威参考来源 (Authoritative References):
- Hull, D., & Bacon, D. J. (2011). Introduction to Dislocations (5th ed.). Butterworth-Heinemann. (经典位错理论教材,详细阐述位错类型、性质及失配位错的形成机制)
- Ohring, M. (2002). Materials Science of Thin Films (2nd ed.). Academic Press. (薄膜材料科学权威著作,涵盖外延生长、应力应变及失配位错相关内容)
- ASM International. (1992). ASM Handbook, Volume 3: Alloy Phase Diagrams. ASM International. (权威工具书,包含材料相图、界面结构与缺陷信息,涉及异质界面失配问题)
网络扩展解释
失配位错是材料科学中的一种特殊位错类型,主要出现在外延生长或异质材料界面处。以下是详细解释:
-
定义与形成原因
当两种晶体取向相同但晶格常数存在差异时(如外延薄膜与衬底材料),界面处的原子会因晶格失配产生应变。为缓解这种应变,原子位置发生局部调整,形成类似位错的结构,称为失配位错。
-
结构特点
- 属于线缺陷,通常分布在界面附近区域。
- 在面心立方结构中,全位错可能分解为更稳定的部分位错,结构较为复杂;而体心立方结构因层错能高,位错不易分解。
- 可通过分子动力学模拟研究其形成过程。
-
影响与意义
- 显著影响材料的力学性能(如塑性变形能力)和物理化学性质。
- 在外延薄膜中,失配位错密度直接影响材料的电学、光学特性。
-
与普通位错的区别
普通位错由机械应力或晶体缺陷引发,而失配位错特指由晶格常数差异导致的界面位错。
该概念最早源于晶体缺陷理论,现被广泛应用于半导体、纳米材料等领域,用于优化异质结构的界面性能。
分类
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
别人正在浏览...
【别人正在浏览】