Эпитаксия

Эпитаксическое нарастание черного эльбаита на желтый, частично растворенный кристалл. 60*35*41мм

Эпитаксия - закономерное, обуславливаемое строением кристаллических решеток и условиями образования, срастание веществ различного состава, например, кварца и калиевого полевого шпата в пегматите; тетраэдрита на халькопирите, магнетита или халькопирита на барите.

Источник: Петрографический словарь, М. "Недра", 1981

Эпитаксия (от греч. эпи — на, таксис — упорядоченность) — это закономерно ориентированное нарастание кристаллов одного минерала на поверхность другого. При этом если на грань кристалла нарастает несколько индивидов, то их кристаллографическая ориентировка оказывается одинаковой. Основным условием существования эпитаксических пар служит сходство кристаллических структур, выраженное в соразмерности отдельных атомных сеток (слоёв), по которым происходит срастание. Например, нарастание кристаллов селитры NaNO₃ на грани ромбоэдра кристаллов кальцита СаСО₃. Эти соединения изоструктурны, т. е. имеют одинаковую структуру, и их кристаллы соприкасаются гранями ромбоэдров так, что основные кристаллографические направления на гранях обеих структур совпадают. Эпитаксия чаще всего имеет место при сравнительно небольших (10-12 %) различиях параметров решёток. Однако ориентированное нарастание происходит и при разнице параметров, составляющей десятки процентов. Такая ситуация складывается, например, при эпитаксии гранецентрированных кубических кристаллов металлов на гранях щелочно-галоидных кристаллов. В природе встречено большое количество эпитаксических срастаний минералов. Наиболее известны нарастания кристаллов халькопирита CuFeS₂ на тетраэдрит Cu₁₂Sb₄S₃, рутила TiO₂ на гематит Fe₂O₃ (сагенитовые треугольники), галенита PbS на сфалерит ZnS, диаспора Аl(ОН)₃ на корунд А1₂О₃, кианита Al₂[SiO₄]O на ставролит.

Автоэпитаксия

Грибообразный кристалл аметиста

Если происходит ориентированное нарастание кристаллов одного и того же минерала, такое явление называется автоэпитаксией. Примером может служить скипетровидный кристалл кварца, где на призматическом кристалле первого поколения образуется новый индивид другой формы, а часто и другой окраски, что связано с изменением условий кристаллизации. Следует отметить, что при автоэпитаксическом срастании структура одного индивида является продолжением структуры другого.

Эпитаксия возможна не только при нарастании одного кристалла непосредственно на поверхность другого, но и при нарастании на подложке, предварительно покрытой тонкой пленкой пластического вещества. Причина ориентации через промежуточный слой до сих пор остается неясной. Говоря о нерешенных проблемах эпитаксии, следует упомянуть о механизме действия примесей, присутствие которых часто улучшает эпитаксию в том смысле, что несколько ориентации нарастающих кристаллов заменяются одной.

Использование эпитаксии

В настоящее время явление эпитаксии широко используется в современной микроэлектронике при выращивании тонких монокристаллических полупроводниковых пленок. Путем последовательного наращивания эпитаксиальных пленок образуются так называемые сандвич-структуры, на основе которых создаются интегральные схемы, устойчивая магнитная память и т.п.

Источник: Ю.К.Егоров-Тисменко "Кристаллография и кристаллохимия", КДУ, 2005, 590с.

Ссылки

• Зарождение и рост кристаллов, эпитаксия и автоэпитаксия