Evaporation of Zinc Single Crystals

✍ Scribed by D. Iwanov; Chr. Nanev; Prof. Dr. R. Kaischew

• Publisher: John Wiley and Sons
• Year: 1972
• Tongue: English
• Weight: 897 KB
• Volume: 7
• Category: Article
• ISSN: 0232-1300
• DOI: 10.1002/crat.19720070110

✦ Synopsis

The dislocation nature of defects leading to local evaporation of the (0001) face of zinc single crystals is proved. Two kinds of pits appear on the emergence points of dislocations, upon heating the crystals in vacuum, that is, hexagonal ones on screw dislocations and conical ones on edge dislocations (and probably on impuritics). Hexagonal pits appeared a t the growth points of whiskers upon evaporation. This is in excellent agreement with the assumption that whiskers grow by a screw dislocation mechanism.

Deepening and broadening of the pits were studied by interferometry. It wafi found that the change in profile with time can be described by the equations of FRANK'S kinematic theory. The same theory was used to calculate the step flux along the basal face of zinc single crystals upon evaporation a t 250, 270, and 290 "C. The rate of advance of unit steps was determined from the flux and compared with the theoretically expected one. The temperature dependence of this rate made i t possible to estimate the vibrational frequency of the &oms in the crystal lattice as well as the evaporation heat of zinc. The reasonable values obtained demonstrate the correctness of the interprotatiori of the experimental data.

Dic Versetzungsnatur der Defekte, welche ortliches Abdampfen der Flache (0001) von Zinkeinkristallen verursachen, wird gezeigt. Zwei Arten von Atzgrubchen entstehen an den Versetzungsdurchstofipurikten der Kristalloberflache. wenn die Kristalle im Vakuum erhitzt werden: scchseckige Atzgrubchen erscheinen auf den Schraubenversetzungen, wogegen kegelartige Atzgrubchen auf den Stufenversetzungen (wahrscheinlich auch an Verunreinigungen) beobachtet wcrdeii. Wenn Kristalle rnit auf der Basisflachc aufgewachseneri Whiskern abgedampf t werden, entstehen sechseckige thermische Atzgrubcheii an den Whiskerstellen. Diese Tatsache stimmt gut rnit der Annahme uberein, daB die Whisker nach ciiiem Schraubenversetzungsmechanismus wachseii.

Die Vertiefung und Verbreitung der kegelartigen Atzgrubchea wird interferornetrisch untersucht. Es wurde festgestellt, da13 sich die Profile im Einklang rnit dcr FRANK'schen kinematischen Theorie rnit der Zeit andern. Mit Hilfe dieser Theorie wurde der FluB dcr Stufen auf der Rasisflache der Zinkeinkristalle beim Abdampfen bei 250, 270 und 290 "C berechnet. Aus diesem StufenfluB wurde dir Geschwindigkeit der cinzelnen Stufcn bestimmt, welche mit der theoretisch erwarteten Geschwindigkeit verglichen wurde. Von der Temperaturabhiingigkeit. der Stufengeschwindigkeit wurde die Schwingungszahl der Atome im Kristallgitter. wie auch die Verdampfnngswarme des Zinks berechnet. Die vernunftigen Werteii, die dabei erhalten wurden, geben einen Hinweis fur die Richtigkeit der durchgefiihrten theoretischen Dentung der experimentellen Ergebnisse.