Սիլիկոնատոմային բյուրեղ է, որի ատոմները միմյանց հետ կապված են կովալենտային կապերով՝ կազմելով տարածական ցանցային կառուցվածք։ Այս կառուցվածքում ատոմների միջև կովալենտային կապերը շատ ուղղորդված են և ունեն կապի բարձր էներգիա, ինչը ստիպում է սիլիցիումին ցույց տալ բարձր կարծրություն, երբ դիմադրում է արտաքին ուժերին իր ձևը փոխելու համար: Օրինակ, ատոմների միջև ամուր կովալենտային կապը ոչնչացնելու համար անհրաժեշտ է մեծ արտաքին ուժ:
Այնուամենայնիվ, հենց նրա ատոմային բյուրեղի կանոնավոր և համեմատաբար կոշտ կառուցվածքային բնութագրերի պատճառով է, որ երբ այն ենթարկվում է հարվածի մեծ ուժի կամ անհավասար արտաքին ուժի, ներսում վանդակըսիլիցիումԴժվար է բուֆերացնել և ցրել արտաքին ուժը տեղական դեֆորմացիայի միջոցով, բայց կհանգեցնի կովալենտային կապերի կոտրմանը որոշ թույլ բյուրեղային հարթությունների կամ բյուրեղային ուղղությունների երկայնքով, ինչը կհանգեցնի բյուրեղային ամբողջ կառուցվածքի կոտրմանը և ցույց տալու փխրուն հատկություններ: Ի տարբերություն այնպիսի կառուցվածքների, ինչպիսիք են մետաղական բյուրեղները, մետաղի ատոմների միջև կան իոնային կապեր, որոնք կարող են համեմատաբար սահել, և դրանք կարող են ապավինել ատոմային շերտերի միջև սահելուն՝ արտաքին ուժերին հարմարվելու համար, ցույց տալով լավ ճկունություն և հեշտ չէ կոտրել փխրունությունը:
Սիլիկոնատոմները միացված են կովալենտային կապերով։ Կովալենտային կապերի էությունը ուժեղ փոխազդեցությունն է, որը ձևավորվում է ատոմների միջև ընդհանուր էլեկտրոնային զույգերով: Չնայած այս կապը կարող է ապահովել կայունությունն ու կարծրությունըսիլիկոնային բյուրեղյակառուցվածքը, կովալենտային կապի համար դժվար է վերականգնել այն կոտրվելուց հետո: Երբ արտաքին աշխարհի կողմից կիրառվող ուժը գերազանցում է այն սահմանը, որին կարող է դիմակայել կովալենտային կապը, կապը կխախտվի, և քանի որ չկան այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են մետաղների պես ազատ շարժվող էլեկտրոնները, որոնք կօգնեն վերականգնել խզումը, վերականգնել կապը կամ Սթրեսը ցրելու համար ապավինեք էլեկտրոնների տեղակայմանը, այն հեշտ է ճեղքվել և չի կարող պահպանել ընդհանուր ամբողջականությունը սեփական ներքին ճշգրտումների միջոցով, ինչի հետևանքով սիլիցիումը շատ փխրուն է:
Գործնական կիրառություններում սիլիցիումային նյութերը հաճախ դժվար է լինել բացարձակապես մաքուր և պարունակում են որոշակի կեղտեր և վանդակավոր թերություններ: Անմաքրության ատոմների ընդգրկումը կարող է խաթարել սկզբնական կանոնավոր սիլիցիումային ցանցի կառուցվածքը՝ առաջացնելով տեղական քիմիական կապի ուժի և ատոմների միջև կապի ռեժիմի փոփոխություններ, ինչը հանգեցնում է կառուցվածքի թույլ տարածքների: Ցանցային թերությունները (ինչպիսիք են թափուր աշխատատեղերը և տեղաշարժերը) նույնպես կդառնան սթրեսի կենտրոնացման վայրեր:
Երբ արտաքին ուժերը գործում են, այս թույլ կետերը և լարվածության կենտրոնացման կետերը ավելի հավանական է, որ առաջացնեն կովալենտային կապերի խզում, ինչը հանգեցնում է նրան, որ սիլիցիումի նյութը սկսում է կոտրվել այդ վայրերից՝ խորացնելով դրա փխրունությունը: Նույնիսկ եթե այն ի սկզբանե հենվել է ատոմների միջև կովալենտային կապերի վրա՝ ավելի բարձր կարծրություն ունեցող կառուցվածք կառուցելու համար, դժվար է խուսափել արտաքին ուժերի ազդեցության տակ փխրուն կոտրվածքից:
Հրապարակման ժամանակը՝ Դեկտեմբեր-10-2024