Сверхструктура

Термин «сверхструктура» был введён для описания структуры упорядоченных твёрдых растворов. Образование сверхструктуры происходит ниже некоторой температуры, называемой температурой упорядочения, в тех случаях, когда атомам данного сорта оказывается энергетически предпочтительнее быть окружёнными атомами другого сорта. Сверхструктуры часто возникают в результате фазовых переходов второго рода. Образование сверхструктур сопровождается появлением слабых дополнительных сверхструктурных линий на дифрактограммах, которые используются для обнаружения и идентификации типа сверхструктуры^[1].

Примером сверхструктуры может служить структура сплава Cu-Zn (латунь), где в неупорядоченном состоянии атомы Cu и Zn равновероятно распределяются по узлам объёмноцентрированной решётки, а в упорядоченном состоянии атомы одного сорта занимают узлы в вершинах кубических ячеек, а другого — в их центрах^[1].

Часто термин сверхструктура используют также для обозначения структуры, в которой при росте количества дефектов кристаллической решётки (атомов примесей, вакансий и т. д.) произошло упорядочение в размещении этих дефектов. Обычно такое упорядочение сопровождается понижением симметрии кристаллической решётки (см. рис.)^[1].

Схема образования различных видов сверхструктуры с удвоенным параметром элементарной ячейки на примере объёмноцентрированной кристаллической решётки.
 а) элементарная ячейка исходной структуры;
 б) замещение половины катионов в исходной структуре другими катионами при упорядоченном чередовании катионов обоих типов;
 в) замещение половины анионов в исходной структуре другими анионами при упорядоченном чередовании анионов обоих типов;
 г) замещение половины анионов в исходной структуре анионными вакансиями при упорядоченном чередовании анионов и вакансий;
 д) замещение половины катионов в исходной структуре вакансиями при упорядоченном чередовании катионов и вакансий;
 е) упорядоченное смещение половины катионов в исходной структуре влево и половины катионов вправо.