Elastic energy, stability, and interaction of slip dislocations and the choice of slip systems in rhombohedral crystals, Bi, Sb, As, and Hg

Elastic energy, dislocation parameters, reaction energy, and stability of dislocations are analyzed by the theory of anisotropic elasticity, and the relation between the choice of slip systems and the dislocation energy is considered on the basis of the criterion of minimum dislocation energy (C.M.D.E.). The choice of slip planes for Bi, Sb, and As depends on the number of covalent bonds (density of covalent bonds ϱB) contained in a slip-interplanar spacing, and the easiest slip plane is determined as a plane with the smallest value of ϱB. On the other hand, the slip directions for these crystals can be determined by C.M.D.E. The slip systems of Hg are fairly well explained by C.M.D.E. Stability of dislocations is examined by the inverse Wulff plot method, and it is found that the following dislocations have unstable regions in certain ranges of the dislocation line: the {110} 〈110〉, {111} 〈110〉, {111} 〈110〉, {001} 〈110〉, and {001} 〈110〉 systems in As, the {111} 〈110〉 and {001} 〈110〉 systems in Hg. Es werden die Elastizitätsenergie, die Versetzungsparameter, die Reaktionsenergie und die Stabilität von verschiedenen Versetzungen mit der anisotropen Elastizitätstheorie analysiert, und der Zusammenhang zwischen der Gleitsystemwahl und der Versetzungsenergie wird aufgrund der Annahme minimaler Versetzungsenergie diskutiert. Die Wahl der Gleitebene im Bi-, Sb- sowie As-Kristall ist von der in der jeweiligen Gleitebene enthaltenen Kovalenzbindungszahl (Kovalenzbindungs-Dichte ϱB) abhängig und die Hauptgleitebene ist diejenige minimaler ϱB. Die Wahl der Gleitrichtung wird durch die minimale Versetzungsenergie bestimmt. Das Gleitsystem von Hg wird mit der Annahme minimaler Versetzungsenergie zufriedenstellend erklärt. Die Untersuchung der Versetzungsstabilität mit Hilfe der inversen Wulff-Darstellung zeigt, daß für folgende Gleitsystemversetzungen ein instabiles Orientierungsgebiet vorliegt: {110} 〈110〉-, {111} 〈110〉-, {111} 〈110〉-, {001} 〈110〉- und {001} 〈110〉-Systeme in As, {111} 〈110〉- und {001} 〈110〉-Systeme in Hg.