Методы наблюдения дислокаций

Большинство методов наблюдения дислокаций основано на регистрации напряжений или искажений в решётке, обусловленных дислокациями. Наиболее распространённым среди всех является метод избирательного травления. Среди остальных можно назвать рентгеновский метод и метод электронной микроскопии.

При избирательном травлении обработка поверхности кристалла производится специально подобранным реактивом, в результате действия которого на поверхности образуются мелкие ямки травления. Фигуры травления обра­зуются в тех местах, где на поверхность кристалла выходят дислокации. По числу ямок травления, приходящихся на 1 см², площади определяют плот­ность дислокаций. Этот метод применим лишь для кристаллов с плотностью дислокаций меньшей, чем 10⁶–10⁷ см^–2. По фигурам травления можно наблю­дать за движением дислокаций в процессе пластической деформации, произво­дить послойное травление.

Более нагляден, но и более сложен метод декорирования, в котором дислокации делаются видимыми, потому что на них осаждаются чужеродные час­тицы. Метод декорирования позволяет наблюдать дислокационную структуру не только на поверхности кристалла, но и внутри него.

Поля напряжений, которые создают дислокации, можно наблюдать благодаря пьезоэлектрическому эффекту (фотоупругости). Поля напряжений в них регистрируются по возникающему двойному лучепреломлению.

Прямые методы наблюдения дислокаций – это дифракционные методы рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии.

Метод рентгенов­ской топографии позволяет исследовать достаточно толстые образцы. Дифракционный контраст интенсивности излучения получается из-за того, что ло­кальная деформация решётки, связанная с дефектом, изменяет условия отраже­ния и рассеяния рентгеновских лучей. Дефект виден как тёмная линия на об­щем светлом фоне (или наоборот).

Метод электронного микроскопа основан на эффекте дислокационного контраста, возникающего из-за взаимодействия электронного пучка со смещёнными атомами в поле напряжений вокруг дефекта решётки. Вследствие интер­ференции в электронном микроскопе удалось увидеть изображение линий дис­локаций, дефектов упаковки, дислокационных рядов и стенок. Возможности метода ограничены толщиной плёнок, дислокационная структура которых мо­жет отличаться от таковой для массивного образца, и шириной электронного пучка. С помощью электронного микроскопа удалось увидеть отдельные плос­кости решётки и непосредственно видеть отдельные дислокации.