Սիլիկոնատոմային բյուրեղ է, որի ատոմները միմյանց հետ կապված են կովալենտային կապերով՝ ձևավորելով տարածական ցանցային կառուցվածք։ Այս կառուցվածքում ատոմների միջև կովալենտային կապերը շատ ուղղորդված են և ունեն բարձր կապի էներգիա, ինչը սիլիցիումին ստիպում է ցուցաբերել բարձր կարծրություն՝ արտաքին ուժերին դիմադրելիս՝ իր ձևը փոխելու համար։ Օրինակ՝ մեծ արտաքին ուժ է պահանջվում ատոմների միջև ամուր կովալենտային կապի կապը ոչնչացնելու համար։
Սակայն, հենց իր ատոմային բյուրեղի կանոնավոր և համեմատաբար կոշտ կառուցվածքային բնութագրերի պատճառով է, որ երբ այն ենթարկվում է մեծ հարվածային ուժի կամ անհավասար արտաքին ուժի, ներսում գտնվող ցանցըսիլիցիումԱրտաքին ուժը տեղային դեֆորմացիայի միջոցով բուֆերացնելը և ցրելը դժվար է, բայց դա կհանգեցնի կովալենտային կապերի խզմանը որոշ թույլ բյուրեղային հարթությունների կամ բյուրեղային ուղղությունների երկայնքով, ինչը կհանգեցնի ամբողջ բյուրեղային կառուցվածքի խզմանը և փխրունության դրսևորմանը: Մետաղական բյուրեղների նման կառուցվածքներից տարբերվող մետաղական ատոմների միջև կան իոնային կապեր, որոնք կարող են համեմատաբար սահել, և դրանք կարող են ապավինել ատոմային շերտերի միջև սահքին՝ արտաքին ուժերին հարմարվելու համար, ցուցաբերելով լավ ճկունություն և հեշտությամբ չկոտրվելով փխրունության:
Սիլիկոնատոմները միացված են կովալենտային կապերով։ Կովալենտային կապերի էությունը ատոմների միջև էլեկտրոնային զույգերի կողմից առաջացող ուժեղ փոխազդեցությունն է։ Չնայած այս կապը կարող է ապահովել կայունությունը և կարծրությունըսիլիցիումի բյուրեղԿառուցվածքի պատճառով կովալենտային կապի համար դժվար է վերականգնել այն խզվելուց հետո։ Երբ արտաքին աշխարհի կողմից կիրառվող ուժը գերազանցում է կովալենտային կապի դիմանալու սահմանը, կապը կխզվի, և քանի որ չկան գործոններ, ինչպիսիք են ազատորեն շարժվող էլեկտրոնները, ինչպես մետաղներում, որոնք կօգնեն վերականգնել խզումը, վերականգնել կապը կամ ապավինել էլեկտրոնների դելոկալիզացիային՝ լարվածությունը ցրելու համար, այն հեշտ է ճաքել և չի կարող պահպանել ընդհանուր ամբողջականությունը իր ներքին կարգավորումների միջոցով, ինչի պատճառով սիլիցիումը շատ փխրուն է։
Գործնական կիրառություններում սիլիցիումային նյութերը հաճախ դժվար է բացարձակապես մաքուր լինել և կարող են պարունակել որոշակի խառնուրդներ և ցանցի թերություններ: Խառնուրդների ատոմների ներառումը կարող է խաթարել սիլիցիումի ցանցի սկզբնապես կանոնավոր կառուցվածքը՝ առաջացնելով տեղական քիմիական կապի ամրության և ատոմների միջև կապի ռեժիմի փոփոխություններ, ինչը հանգեցնում է կառուցվածքում թույլ հատվածների առաջացմանը: Ցանցային թերությունները (օրինակ՝ թափուր տեղերը և դիսլոկացիաները) նույնպես կդառնան այն վայրերը, որտեղ կենտրոնացված է լարվածությունը:
Երբ արտաքին ուժեր են գործում, այս թույլ կետերը և լարվածության կենտրոնացման կետերը ավելի հավանական է, որ կովալենտային կապերի խզման պատճառ դառնան, ինչի հետևանքով սիլիցիումային նյութը կսկսի խզվել այդ տեղերից՝ սրելով դրա փխրունությունը: Նույնիսկ եթե այն սկզբնապես ապավինում էր ատոմների միջև կովալենտային կապերին՝ ավելի բարձր կարծրություն ունեցող կառուցվածք կառուցելու համար, դժվար է խուսափել փխրուն կոտրվածքից արտաքին ուժերի ազդեցության տակ:
Հրապարակման ժամանակը. Դեկտեմբերի 10-2024