Существование винтовых дислокаций предсказал в 1948 году Франк. Онипонадобились ему не столько для объяснения механических свойств кристаллов,сколько для объяснения их роста. Переход атомов или молекул из раствораили из пара и более или менее непрерывное осаждение их на растущем твердомкристалле сопровождается изменением энергии системы. Пойдет или не пойдеттакой процесс – зависит от так называемого пересыщения, грубо говоря, оттого насколько охотно молекулы покидают раствор или пар. Можно, напримерохладить раствор сахара или соли значительно ниже температуры, при которойдолжны расти кристаллы, а кристаллы не появятся, пока не окажется для нихподходящей поверхности.
Для гладкой плоской поверхности можно вычислить степень пересыщения,которой можно достичь без выпадения материала. Она оказывается довольнобольшой. Франка занимало, что на практике многие кристаллы растут себена здоровье при пересыщениях, которые намного меньше теоретически рассчитанныхдля присоединения атомов к плоской поверхности. И в самом деле, если бынам всегда пришлось осаждать кристаллы только на плоскую поверхность, многиекристаллы вряд ли вообще были бы получены. Но можно показать, что еслиповерхность имеет нерегулярность, неровность, такую, как, например, ступенькавысотою хотя бы в одну молекулу, – осаждение будет намного легче.
Ступенька дает довольно уютное пристанище блуждающим молекулам, которыестремятся осесть именно здесь. Так и каменщик кладет кирпичи на уступекладки. И точно так же, как и в случае кирпичной кладки, добавив один элементик,мы не уничтожим ступеньку, а лишь переместим ее вдоль верхушки стены. Этотмеханизм в действии наблюдали Банн и Эммет в 1946 году. Напомним, что именнотак получаются ступеньки, которые ослабляют поверхность усов и других кристаллов(глава 3).
Франк рассуждал примерно так. Допустим, что ступеньки роста существуют.Что же тогда получается, когда движущаяся ступенька доходит до кромки кристалла?По-видимому, она должна исчезнуть, как исчезает уступ на кирпичной стене,когда каменщик достигает конца стены. Если так, то как могла бы возродиться
