Siliconyn grisial atomig, y mae ei atomau wedi'u cysylltu â'i gilydd gan fondiau cofalent, gan ffurfio strwythur rhwydwaith gofodol. Yn y strwythur hwn, mae'r bondiau cofalent rhwng atomau yn gyfeiriadol iawn ac mae ganddynt egni bond uchel, sy'n gwneud i silicon ddangos caledwch uchel wrth wrthsefyll grymoedd allanol i newid ei siâp. Er enghraifft, mae'n cymryd grym allanol mawr i ddinistrio'r cysylltiad bond cofalent cryf rhwng atomau.
Fodd bynnag, yn union oherwydd nodweddion strwythurol rheolaidd a chymharol anhyblyg ei grisial atomig, pan fydd yn destun grym effaith mawr neu rym allanol anwastad, y dellt y tu mewnsiliconMae'n anodd clustogi a gwasgaru'r grym allanol trwy ddadffurfiad lleol, ond bydd yn achosi i'r bondiau cofalent dorri ar hyd rhai awyrennau grisial gwan neu gyfarwyddiadau grisial, a fydd yn achosi i'r strwythur grisial cyfan dorri a dangos nodweddion brau. Yn wahanol i strwythurau megis crisialau metel, mae bondiau ïonig rhwng atomau metel a all lithro'n gymharol, a gallant ddibynnu ar y llithro rhwng haenau atomig i addasu i rymoedd allanol, gan ddangos hydwythedd da ac nid yw'n hawdd ei dorri'n frau.
Siliconmae atomau wedi'u cysylltu gan fondiau cofalent. Hanfod bondiau cofalent yw'r rhyngweithiad cryf a ffurfiwyd gan y parau electronau a rennir rhwng atomau. Er y gall y bond hwn sicrhau sefydlogrwydd a chaledwch ygrisial siliconstrwythur, mae'n anodd i'r bond cofalent adennill unwaith y caiff ei dorri. Pan fydd y grym a gymhwysir gan y byd y tu allan yn fwy na'r terfyn y gall y bond cofalent ei wrthsefyll, bydd y bond yn torri, ac oherwydd nad oes unrhyw ffactorau megis electronau sy'n symud yn rhydd fel mewn metelau i helpu i atgyweirio'r toriad, ailsefydlu'r cysylltiad, neu dibynnu ar ddadleoli electronau i wasgaru'r straen, mae'n hawdd ei gracio ac ni all gynnal y cyfanrwydd cyffredinol trwy ei addasiadau mewnol ei hun, gan achosi silicon brau iawn.
Mewn cymwysiadau ymarferol, mae deunyddiau silicon yn aml yn anodd bod yn hollol pur, a byddant yn cynnwys rhai amhureddau a diffygion dellt. Gall ymgorffori atomau amhuredd amharu ar y strwythur dellt silicon rheolaidd yn wreiddiol, gan achosi newidiadau yn y cryfder bond cemegol lleol a'r modd bondio rhwng atomau, gan arwain at ardaloedd gwan yn y strwythur. Bydd diffygion dellt (fel swyddi gwag a dadleoliadau) hefyd yn dod yn lleoedd lle mae straen wedi'i grynhoi.
Pan fydd grymoedd allanol yn gweithredu, mae'r mannau gwan hyn a'r pwyntiau canolbwyntio straen yn fwy tebygol o achosi torri bondiau cofalent, gan achosi i'r deunydd silicon ddechrau torri o'r lleoedd hyn, gan waethygu ei frau. Hyd yn oed pe bai'n dibynnu'n wreiddiol ar y bondiau cofalent rhwng atomau i adeiladu strwythur â chaledwch uwch, mae'n anodd osgoi toriad brau o dan effaith grymoedd allanol.
Amser postio: Rhagfyr-10-2024