Кремнийатомдары бір-бірімен коваленттік байланыс арқылы байланысқан, кеңістіктік желі құрылымын құрайтын атомдық кристалл болып табылады. Бұл құрылымда атомдар арасындағы коваленттік байланыстар өте бағытталған және байланыс энергиясы жоғары, бұл кремнийді сыртқы күштерге оның пішінін өзгертуге қарсы тұру кезінде жоғары қаттылық көрсетеді. 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 әсер ету немесе біркелкі емес сыртқы күш әсер еткенде, оның ішіндегі торкремнийжергілікті деформация арқылы сыртқы күшті буферлеу және тарату қиын, бірақ коваленттік байланыстардың кейбір әлсіз кристалдық жазықтықтар немесе кристалдық бағыттар бойынша үзілуіне әкеліп соғады, бұл бүкіл кристалдық құрылымның үзілуіне және сынғыш сипаттамаларды көрсетуіне әкеледі. Металл кристалдары сияқты құрылымдардан айырмашылығы, металл атомдары арасында салыстырмалы түрде сырғана алатын иондық байланыстар бар және олар сыртқы күштерге бейімделу үшін атомдық қабаттар арасындағы сырғуға сүйенеді, жақсы икемділік көрсетеді және сынғыштықты бұзу оңай емес.
Кремнийатомдар коваленттік байланыс арқылы байланысады. Коваленттік байланыстың мәні атомдар арасындағы ортақ электрон жұптары арқылы түзілетін күшті әрекеттесу болып табылады. Бұл байланыс тұрақтылық пен қаттылықты қамтамасыз ете аладыкремний кристалықұрылымы, коваленттік байланыс үзілгеннен кейін оның қалпына келуі қиын. Сыртқы әлем қолданатын күш коваленттік байланыс төтеп бере алатын шектен асқанда, байланыс үзіледі және металдар сияқты еркін қозғалатын электрондар сияқты үзілісті жөндеуге, байланысты қалпына келтіруге немесе кернеуді тарату үшін электрондардың делокализациясына сүйенеді, ол оңай жарылып кетеді және өзінің ішкі реттеулері арқылы жалпы тұтастықты сақтай алмайды, бұл кремнийдің өте сынғыш болуына әкеледі.
Практикалық қолданбаларда кремний материалдарының мүлдем таза болуы қиын, оларда белгілі бір қоспалар мен тор ақаулары болады. Қоспа атомдарының қосылуы кремний торының бастапқы қалыпты құрылымын бұзуы мүмкін, бұл жергілікті химиялық байланыс күші мен атомдар арасындағы байланыс режимінің өзгеруіне әкеледі, нәтижесінде құрылымда әлсіз аймақтар пайда болады. Тор ақаулары (мысалы, бос орындар және дислокациялар) стресс шоғырланған жерлерге айналады.
Сыртқы күштер әсер еткенде, бұл әлсіз нүктелер мен кернеулердің шоғырлану нүктелері коваленттік байланыстың үзілуіне себеп болады, бұл кремний материалының осы жерлерден үзілуіне себеп болады, оның сынғыштығын күшейтеді. Егер ол бастапқыда қаттылығы жоғары құрылымды құру үшін атомдар арасындағы коваленттік байланыстарға сүйенсе де, сыртқы күштердің әсерінен сынғыш сынуды болдырмау қиын.
Жіберу уақыты: 10 желтоқсан 2024 ж