Кремнийатомдары бір-бірімен коваленттік байланыстар арқылы байланысқан, кеңістіктік желілік құрылымды құрайтын атомдық кристалл. Бұл құрылымда атомдар арасындағы коваленттік байланыстар өте бағытталған және жоғары байланыс энергиясына ие, бұл кремнийдің сыртқы күштерге қарсы тұрып, пішінін өзгерткен кезде жоғары қаттылық көрсетуіне әкеледі. Мысалы, атомдар арасындағы күшті коваленттік байланыс байланысын бұзу үшін үлкен сыртқы күш қажет.
Дегенмен, дәл оның атомдық кристалының тұрақты және салыстырмалы түрде қатаң құрылымдық сипаттамаларына байланысты, оған үлкен соққы күші немесе біркелкі емес сыртқы күш әсер еткенде, ішіндегі торкремнийсыртқы күшті жергілікті деформация арқылы буферлеу және тарату қиын, бірақ коваленттік байланыстардың кейбір әлсіз кристалдық жазықтықтар немесе кристалдық бағыттар бойынша үзілуіне әкеледі, бұл бүкіл кристалдық құрылымның үзілуіне және сынғыш сипаттамаларды көрсетуіне әкеледі. Металл кристалдары сияқты құрылымдардан айырмашылығы, металл атомдары арасында салыстырмалы түрде сырғанайтын иондық байланыстар бар және олар сыртқы күштерге бейімделу үшін атом қабаттары арасындағы сырғанауға сүйене алады, жақсы икемділік көрсетеді және сынғыштықты бұзу оңай емес.
КремнийАтомдар коваленттік байланыстар арқылы байланысқан. Коваленттік байланыстың мәні - атомдар арасындағы ортақ электрон жұптары түзетін күшті өзара әрекеттесу. Бұл байланыс тұрақтылық пен қаттылықты қамтамасыз ете алады.кремний кристалықұрылымы бойынша, коваленттік байланыстың үзілгеннен кейін қалпына келуі қиын. Сыртқы әлемнің күші коваленттік байланыстың төтеп бере алатын шегінен асып кеткенде, байланыс үзіледі, ал металдардағыдай еркін қозғалатын электрондар сияқты үзілісті қалпына келтіруге, байланысты қалпына келтіруге немесе кернеуді тарату үшін электрондардың делокализациясына сүйенуге көмектесетін факторлар болмағандықтан, ол оңай жарылып кетеді және өзінің ішкі түзетулері арқылы жалпы тұтастығын сақтай алмайды, бұл кремнийдің өте сынғыш болуына әкеледі.
Практикалық қолдануда кремний материалдарын абсолютті таза деп санау қиын, және оларда белгілі бір қоспалар мен тор ақаулары болады. Қоспа атомдарының қосылуы бастапқыда қалыпты кремний торының құрылымын бұзуы мүмкін, бұл жергілікті химиялық байланыс беріктігінің және атомдар арасындағы байланыс режимінің өзгеруіне әкеліп соғады, нәтижесінде құрылымда әлсіз аймақтар пайда болады. Тор ақаулары (мысалы, вакансиялар мен дислокациялар) да кернеу шоғырланған жерлерге айналады.
Сыртқы күштер әсер еткенде, бұл әлсіз нүктелер мен кернеу концентрациясының нүктелері коваленттік байланыстардың үзілуіне әкелуі мүмкін, бұл кремний материалының осы жерлерден үзілуіне әкеліп соғады, бұл оның сынғыштығын күшейтеді. Бастапқыда ол жоғары қаттылықтағы құрылымды құру үшін атомдар арасындағы коваленттік байланыстарға сүйенген болса да, сыртқы күштердің әсерінен сынғыш сынықтан аулақ болу қиын.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 10 желтоқсан