9.7. ДИСЛОКАЦИИ И ПЛАСТИЧНОСТЬ КИСЛОРОДНО-ОКТАЭДРИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛОВ

Дислокационная структура кислородно-октаэдрических кристаллов оказывает существенное влияние на рабочие характеристики кристаллических оптических элементов. Распределение дислокаций в кристалле влияет на его оптическую однородность, доменную структуру, степень униполярности и структуру точечных дефектов.

Температурный интервал пластичности кислородно-октаэдрических кристаллов относительно узок (не превосходит сотни градусов ниже температуры плавления). Это объясняется сложностью структуры, большими векторами трансляции и, следовательно, высокими энергиями дислокаций. Низкая пластичность кристаллов объясняет тот факт, что в формировании дислокационной структуры кристаллов большую роль играют не напряжения, возникающие в процессе охлаждения кристалла, а факторы, формирующие дислокационную структуру в процессе кристаллизации. Такими факторами являются: наследование дислокаций из затравки, возникновение дислокаций на фронте кристаллизации из-за несоответствия параметров решетки вследствие концентрационной неоднородности (в полосах роста, ячеистой структуре и др.).

Наиболее полно дислокационная структура и пластичность исследованы на кристаллах ниобата лития (HЛ). Было показано [65], что создание перетяжек приводит к уменьшению плотности дислокаций более чем на порядок. Дислокации в стремятся располагаться [66] вдоль направлений типа Впоследствии это было подтверждено методом рентгеновской топографии [67, 68]. Исследование распределения фигур травления на плоскости кристалла перпендикулярной оси роста, показало, что наибольшая плотность фигур травления возникает в областях срастания пирамид роста, образуемых гранями ромбоэдра . В результате распределение фигур травления имеет симметрию, характерную для расположения областей срастания граней ромбоэдра [69]. В кристаллах с выпуклым фронтом кристаллизации области с наименьшей плотностью фигур травления располагались вблизи рисок Для кристаллов с вогнутым фронтом кристаллизации области с наименьшей плотностью фигур травления повернуты на 60 град вокруг оси Эго объясняется формированием при выпуклом фронте кристаллизации системы пирамид роста а при вогнутом - развернутых друг относительно друга на 60 град. В этих экспериментах ямки травления отождествляются с дислокациями, однако работа [69] не содержит прямых доказательств этого соответствия. Наблюдаемые фигуры травления могут быть связаны как с выходами дислокаций, так и с другими дефектами, в частности, с дефектами, образующими ячеистую структуру, или микродоменами. Ямки фигур травления октагональной формы наблюдались в кристаллах ниобата бария-стронция (НБС). Эти ямки идентифицировались как микродомены [70]. Однако тот факт, что число этих ямок не изменяется после монодоменизации, позволяет считать, что они связаны с дислокациями. Впоследствии такие же ямки рассматривались как вытравливание выходов краевых дислокаций [71]. Методом избирательного травления выявлены дислокации в кристаллах ниобата бария-натрия [1, 7].

Таблица 9.5. Системы скольжения и соответствующие напряжения сдвига для кристаллов ниобата лития [74]

Ямки травления имеют вид усеченных пирамид с гранями, параллельными орторомбической ячейки. Средняя плотность дислокации в НБН составляла 103 см 2. Столь низкая плотность дислокаций свидетельствует о низкой дислокационной пластичности кристаллов.

При механическом деформировании ниобата лития формирование дислокационной структуры впервые [72, 73] наблюдалось в результате пластической деформации при Возникающие вследствие деформации и последующего избирательного травления ямки наблюдались на плоскости (10 1 2) и были сгруппированы в полосы скольжения, соответствующие скольжению по плоскости базиса (0001). Скольжения по другим плоскостям не наблюдалось. Более детальное исследование дислокационной пластичности было проведено позднее [74]. Показана возможность дислокационного скольжения (табл. 9.5) по плоскостям базиса, призмы и пирамиды. Системой наиболее легкого скольжения является базисное скольжение с направлением скольжения Плоскость призмы, по которой наблюдалось дислокационное скольжение, та же плоскость, по которой происходит раскалывание ниобата лития.