Простые и сложные дефекты упаковки пленочных структур

В г.ц.к. (гранецентрированных кубических) металлах дефекты упаковки возникают в плоскостях. Возникновение дефектов упаковки может быть обусловлено нарушением правильного чередования атомных плоскостей в кристалле либо удалением одной из плоскостей, скажем плоскости типа В, в результате чего получается другая последовательность, либо введением дополнительной плоскости, скажем плоскости 1, что приводит к новой последовательности. В эпитаксиальных пленках дефекты упаковки почти всегда ограничены поверхностями пленки и двумя или несколькими дислокациями. При специальных условиях контраста в электронном микроскопе дефект упаковки (или двойниковая граница) обнаруживается по возникновению параллельных контуров экстинкции, расположенных на одинаковом расстоянии. Правильная плоскостная ориентация слоёв пленок является важнейшим фактором качества даже асбестоцементных труб. Дефекты слоистостой структуры снижают армирующую характеристику вещества. 

В работе Филлипса дефекты упаковки, не выходящие за пределы одной плоскости, были названы простыми, а дефекты упаковки, захватывающие две или более плоскости, — сложными. Филлипс дал полное описание простых де­фектов упаковки, тогда как сложные дефекты упаковки рассмот­рены в работах Мэтьюза. Были предложены два возможных механизма возникновения дефектов упаковки. Филлипс объясняет большую часть дефек­тов упаковки в пленках серебра, выращенных на каменной соли, диссоциацией полных дислокаций на две частичные. Он обнаружил, что напряжения, возникающие в пленках под действием пучка электронов в электронном микроскопе, вызывают расши­рение первоначально сжатых дефектов. После этого дефекты начинают взаимодействовать друг с другом и образуются сложные дефекты упаковки. В то же время перед облучением электронным пучком в пленке присутствовало лишь незначительное количество сложных дефектов упаковки, а наблюдавшиеся про­стые дефекты были, как правило, узкими.

В результате изучения серебряных пленок, выращенных на слюде, Мэтьюз постулировал, что возникновение как простых, так и сложных дефектов упаковки зависит от степени несоот­ветствия решеток осадка и подложки. На ранних стадиях роста, когда пленка имеет островковую структуру, кристаллическая решетка одного островка, даже будучи ориентирована одинаково с решеткой другого, может быть сдвинута относительно нее на расстояние, не кратное целому числу векторов решетки. При соприкосновении и слиянии этих островков по одной из плоско­стей смещение их решеток приводит в основном к образо­ванию дефекта упаковки на общей поверхности этих островков. Дефекты, образующиеся при слиянии двух островков, будут простыми; сложные дефекты могут возникать в результате сое­динения трех островков.