9.4. ДЕФЕКТЫ СТРУКТУРЫ
9.4.1. МАКРОНЕОДНОРОДНОСТЬ КРИСТАЛЛОВ
Основными дефектами, определяющими макронеоднородность кристаллов, являются: росговая полосчатость, ячеистая структура, блочность, двойникование и растрескивание. Для применения в оптике неоднородность кристаллов по показателю преломления не должна превышать 10 А Для этого перечисленные дефекты (кроме блочности с разориентировкой на уровне десятков секунд) должны отсутствовать. Это означает, что должны быть сведены к минимуму те факторы, которые определяют возникновение перечисленных дефектов. Эти факторы являются во многом общими для всех монокристаллов.
Основной причиной появления ростовой полосчатости и ячеистой структуры является концентрационное переохлаждение, обусловленное:
а) несоответствием состава шихты составу конгруэнтно плавящегося расплава;
б) недостаточным контролем параметров процесса роста кристалла из расплава (колебание мощности, биения растущего кристалла при нестабильности работы механизма вытягивания).
Условия образования ростовой полосчатости в кислороднооктаэдрических кристаллах затрагивались в п. 9.2 и более подробно описаны в [4, 7].
Ячеистая структура формируется в виде столбчатых структур, образуемых захваченными кристаллом избыточными компонентами кристаллизующегося вещества, примесями и микровключениями. Изменение состава при выращивании кристалла может возникать из-за термического или электрохимического разложения соединения. Электрохимическое разложите наблюдалось, например, при выращивании ниобата лития в электрическом поле, которое прикладывалось для монодоменизации кристалла в процессе роста. Ячеистая структура возникает в центральной части кристалла при вогнутом фронте кристаллизации из-за накопления избыточных компонентов и примесей.
Условия формирования блочности в рассматриваемых кристаллах являются достаточно общими и определяются появлением разориентировки кристалла из-за дефектной затравки, неоднородности состава и термических напряжений, возникающих в кристалле при охлаждении. Термические напряжения приводят к блочности, если они
возникают при температурах, достаточно высоких для пластичности и полигонизации кристалла. В рассматриваемых кристаллах область дислокационной пластичности весьма узка, что объясняется большими векторами Бюргерса и, как следствие этого, низкой подвижностью дислокаций. Для ниобата лития, например, она не превосходит сотни градусов от температуры кристаллизации.
Двойникование в кислородно-октаэдрических соединениях играет важную роль и требует отдельного рассмотрения. Ниже ограничимся рассмотрением механического двойникования, а электрическое двойникование (образование доменов в сегнетоэлектриках) рассмотрим в разделе, посвященном монодоменизации кристаллов.
