Сверхструктура

Сверхструктура (англ. superstructure) — нарушение структуры кристаллического соединения или сплава, повторяющееся с определенной регулярностью и создающее таким образом новую структуру с другим периодом чередования. Базисная ячейка такой структуры — сверхячейка — обычно кратна элементарной ячейке исходной структуры^[1].

Описание

Термин «сверхструктура» был введен для описания структуры упорядоченных твёрдых растворов. Образование сверхструктуры происходит ниже некоторой температуры, называемой температурой упорядочения, в тех случаях, когда атомам данного сорта оказывается энергетически предпочтительнее быть окруженными атомами другого сорта. Сверхструктуры часто возникают в результате фазовых переходов 2-го рода. Образование сверхструктур сопровождается появлением слабых дополнительных сверхструктурных линий на дифрактограммах, которые используются для обнаружения и идентификации типа сверхструктуры^[1].

Примером сверхструктуры может служить структура сплава Cu–Zn (латунь), где в неупорядоченном состоянии атомы Cu и Zn равновероятно распределяются по узлам объемноцентрированной решетки, а в упорядоченном состоянии атомы одного сорта занимают узлы в вершинах кубических ячеек, а другого — в их центрах^[1].

Часто термин сверхструктура используют также для обозначения структуры, в которой при росте количества дефектов кристаллической решетки (атомов примесей, вакансий и т. д.) произошло упорядочение в размещении этих дефектов. Обычно такое упорядочение сопровождается понижением симметрии кристаллической решетки (см. рис.)^[1].

Схема образования различных видов сверхструктуры с удвоенным параметром элементарной ячейки на примере объемноцентрированной кристаллической решётки.
 а) элементарная ячейка исходной структуры;
 б) замещение половины катионов в исходной структуре другими катионами при упорядоченном чередовании катионов обоих типов;
 в) замещение половины анионов в исходной структуре другими анионами при упорядоченном чередовании анионов обоих типов;
 г) замещение половины анионов в исходной структуре анионными вакансиями при упорядоченном чередовании анионов и вакансий;
 д) замещение половины катионов в исходной структуре вакансиями при упорядоченном чередовании катионов и вакансий;
 е) упорядоченное смещение половины катионов в исходной структуре влево и половины катионов вправо.

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3 4} Шляхтин Олег Александрович Сверхструктура «Словарь нанотехнологичных терминов». РОСНАНО. Архивировано из первоисточника 24 ноября 2012. Проверено 21 августа 2012.

Литература

• Солодовников С.Ф. Основные термины и понятия структурной кристаллографии: Словарь-пособие. — Новосибирск: ИНХ СО РАН, 2005. — 113 с.

Ссылки

• Сверхструктура // Металлургический словарь. (дата обращения: 31.07.2010).