Kristallar

Кристаллар (юн. крйсталлос — муз, тоғ биллури) — атомлари, ионлари ва молекулалари маълум тартибда жойлашиб, фазовий кристалл панжарани ташкил этган қаттиқ жисмлар. К., кўпинча, суюқ фазалар — эритмалардан ҳосил бўлади ва ўсади, баъзан эса газ ҳолатини ёки қаттиқ жисм ҳолатини ташкил этадиган фазавий ўзгаришлар натижасидагива ҳосил бўлади. Бир турдаги кристалл панжарага эга йирик К. — монокристаллар, майда-майда кристаллчалардан ташкил топган. К. — поликристаллар, умуман кристалл панжара ташкил этмаган қаттиқ жисмлар — а м о р ф жисмлар деб юритилади. Бўлардан ташқари суюқ К. махсус гуруҳни ташкил этади.

Эритилган олтингугуртдан о'саётган кристалларнинг микроскоп орқали олинган сурати. Қутбланган ёруг'лик технологияси. Катталаштириш х10.

К. табиатда ҳар хил катталикда учрайди. Энг йирик табиий К. (тоғ биллури — кварс хили) бир неча юз килограммни, сунъий етиштирилган иш-қорий галлоид К.и бир неча ўн килограммни, энг йирик таёқча шаклида етиштирилган кремний К.нинг диаметри 200 мм ни, энг юпқа бир бутун монокристалл қатлам шаклидаги К.нинг қалинлиги 10 нм ни ташкил этади.

Молибден, эбеам қайта эритилган макрокристалли фрагмент. Софлиги 99.99 % (= "4Н"), шунингдек, таққослаш учун юқори софликдаги монокристалли (99.999 % = 5Н) 1 см3 молибден кубиги.

К., одатда, симметрик, тўғри шаклли, томонлари силлик, қирралари тўғри бўлади. Рентгеноструктура таҳлили пайдо бўлгунга қадар. К. бурчакларини ўлчаш ёрдамида ўзаро таққосланиб, уларнинг кимёвий таркиби аниқланган. К.ни симметрик жисм сифатида ўрганиш мақсадида улар 32 симметрия синфига бўлинган. Ҳар бир синф симметрия элементларининг маълум бир мажмуи билан ҳарактерланади. 32 синф улардаги ҳарактерли симметрия элементларининг мавжудлигига қараб 7 сингонияга гуруҳланади: триклин, моноклин, ромб, тетрагонал, гексагонал, тригонал ва куб. К. айрим томонларининг ўсиш тезлигидаги фарқлар уларни камдан-кам учрайдиган турли-туман шакллар (пластинкасимон, игнасимон, толасимон, бутоқсимон, дендрит, қорсимон) га олиб келиши мумкин. Бу хусусиятлардан германийнинг дендрит лентасини, турли яримўтказгичларнинг юпқа плёнка (парда) сини ўстириш техникасида фойдаланилади. Агар эритмада бир йўла бир неча кристалланиш марказлари ҳосил бўлса, у ҳолда ўсиб бораётган К. бир-бири билан учрашиб, нотўғри доначалар шаклини олади.

К. нинг ташқи кўриниши, у ёки бу синфга ва сингонияга мансублиги уларнинг кристалл панжараси билан белгиланади. Кимёвий боғланишга қараб К. нинг атом структураси 4 та — ион (гетерополяр), ковалент, молекуляр ва металл боғланишли К. гуруҳига бўлинади. Ион боғланишлида мас, ош тузи ва бошқа да бир зарядли ионларнинг ўзаро таъсири натижасида кристалл панжа-ралари ҳосил бўлади. Ковалент боғланишлида қўшни атомларнинг валент электронлари умумлашиб кетиб иккиёқлама, учёқлама ва бошқа бир неча каррали боғланишлар ҳосил бўлади. Бунга олмос, кремний ва карборунд жисмлар мисол бўлади. Молекуляр боғланишлида молекула атомлари орасида мустаҳкам ковалент боғланишлар мавжуд бўлиб, К. даги молекулалар орасидаги боғланиш бирмунча кучсизроқ бўлади. Бунга, асосан, органик бирикмалар, Н2, Н2 ва бошқа ҳамда инерт газларнинг кристаллик ҳолатлари мисол бўла олади. Металл боғланишлида эркин электронлар кристалл панжараларнинг барча қисмларида электрон газ ҳолатида тақсимланади ва улар мусбат зарядли тугунлардаги ионларни маълум масофаларда тутиб туради. Бунга металл ва интерметалл бирикмалари мисол бўла олади.

температура ёки босим ўзгарганда К. структураси ўзгариши мумкин. Баъзи К. структураси ана шу омилларга нисбатан метастабил бўлади. К. даги атомлар орасидаги кимёвий боғланишнинг туриуларнинг кўпгина физик-кимёвий хоссаларини белгилайди. Айрим К. нинг қаттиқлиги, иссиқлик ҳамда электр ўтказувчанлиги ва бошқа хоссаларидаги фарқлар улардаги атомларнинг хусусияти билан чамбарчас боғликдир (қаранг Полимерлар, [[Қаттиқ жисм).

К. нинг физик хоссалари (электр, магнит, оптик, акустик, механиқ ва бошқалар) ўзаро бир-бирига боғлиқ бўлиб, улар кристалл структурасидан, яъни атомларнинг жойлашиши ва улар орасидаги боғланиш кучларига ва электронларнинг энергетик тақсимоти (электр, магнит ва оптик хусусиятлари)га боғлиқ. Масалан, металларнинг ўта электр ўтказувчанлиги ёки диэлектрик ва яримўтказгичларда электр ўтказувчанлик хоссасининг нисбатан пастлиги электронларнинг юқори ёки паст консентрацияланиши (тўпланиши) билан боғлиқ (қаранг [[Қаттиқ жисм). К. нинг мустаҳкамлик, эгилувчанлик, товланиш, люминессент хусусиятлари кристалл панжаралардаги нуқсонлар миқдори ва турига қараб аниқланади. Ундан ташқари, К.да симметрия, томонлари орасидаги бурчакнинг катта-кичиклиги, физик ва кимёвий хоссаларининг ҳар хил бўлиши улардаги анизотропия ва изотропия ҳодисаси билан боғликдир. К. тузилишида ҳар хил нуқсонлар — вакансия (тешиклар), чекка дислокациялар ва бошқа учрайди. Кристалл панжаранинг параллел структурага эга бўлмаслиги туфайли бу нуқсонлар ферромагнетик ва сегнетоэлектритик кузатилади. К.даги нуқсонлар туфайли улардан акустик, рентген ва электромеханик тўлқинлар сочилади. К.даги аралашмалар адсорбсия ҳодисаси туфайли унинг структураси (ёқлари)ни бузади.

К. яримўтказгичларда диодлар, транзисторлар, интеграл схемалар ва бошқа яратишда, пезоэлектр генераторлар, стабилизаторлар, акустооптик қурилмалар, частоталарни ўзгартирувчи асбоблар яратишда, инжексион лазер курилмаларида фойдаланилади. Металларга ишлов беришда, уларни жило-лашда ва пармалашда ўта қаттиқ К. (олмос, корунд ва бошқалар) дан фойдаланилади. Ҳозирги вақтда юпқа, ўта юпқа кристаллик (эпитоксиал) қатламлар янги техникада кенг қўлланилмокда, мас, (лазердар, ёруғлик ўтказгичлар, оптоэлектроника асбоблари, Қуёш энергияси элементлари, ўта юқори частота (ЎЙУCҲ)ли электроника асбоблари, инфрақизил (ИҚ) нурларни қабул қилувчилар, монохроматорлар, тензодатчиклар ва ҳоказо яратилмокда. Заргарлик саноатида синтетик К. ва бошқа қўлланади. Назар Тўраев.