Crystal Growth Mechanisms How do crystals grow?

Crystal Growth Mechanisms How do crystals grow?

Crystal Growth Mechanisms
How do crystals grow?
Juan Manuel García-Ruiz
CSIC-Universidad de Granada
jueves 29 de noviembre de 12
Crystal Growth Mechanisms
How do crystals grow?
Juan Manuel García-Ruiz
CSIC-Universidad de Granada
jueves 29 de noviembre de 12
Crystal Growth Mechanisms
How do crystals grow?
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
Los cristales crecen por acumulación de unidades de
crecimiento (UC)
Las UC pueden ser átomos, especies aniónicos o
polianiónico, o sus agrupaciones
Las UC se acumulan sobre el cristal por diferentes
mecanismos
Los mecanismos de crecimiento pueden funcionar
simultaneamiente, por lo que el mecanismo más
rápido domina la tasa de crecimiento overal
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
Crystal Growth Mechanisms
Normal Growth
(Direct Accretion)
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
The growth of a rough
crystal surface
Growth by direct accretion:
Normal growth
Linear trend with supersaturation
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
The growth of a rough
crystal surface
Growth by direct accretion:
Normal growth
Linear trend with supersaturation
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
Juan Manuel García Ruiz
jueves 29 de noviembre de 12
Escola de Altos Estudos em Cristalização e Cristalografia para Latino América (ECRISLA ) November 13-25, 2011 Florianópolis (Brasil)
Juan Manuel García Ruiz
jueves 29 de noviembre de 12
Escola de Altos Estudos em Cristalização e Cristalografia para Latino América (ECRISLA ) November 13-25, 2011 Florianópolis (Brasil)
Juan Manuel García Ruiz
jueves 29 de noviembre de 12
Escola de Altos Estudos em Cristalização e Cristalografia para Latino América (ECRISLA ) November 13-25, 2011 Florianópolis (Brasil)
Juan Manuel García Ruiz
jueves 29 de noviembre de 12
Escola de Altos Estudos em Cristalização e Cristalografia para Latino América (ECRISLA ) November 13-25, 2011 Florianópolis (Brasil)
Juan Manuel García Ruiz
jueves 29 de noviembre de 12
Escola de Altos Estudos em Cristalização e Cristalografia para Latino América (ECRISLA ) November 13-25, 2011 Florianópolis (Brasil)
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
Movie provided by Vekilov and Georgiou
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
Crystal Growth Mechanisms
Two-dimensional nucleation
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
(Birth and Spread growth)
So what happens on perfect flat faces?
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
(Birth and Spread growth)
So what happens on perfect flat faces?
2D island
Steps are created by a process of two-­‐
dimensional nuclea=on: (≈3D nuclea=on)
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
(Birth and Spread growth)
So what happens on perfect flat faces?
2D island
Tetragonal lysozyme crystal
{110} face Steps are created by a process of two-­‐
dimensional nuclea=on: (≈3D nuclea=on)
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
(Birth and Spread growth)
So what happens on perfect flat faces?
2D island
Tetragonal lysozyme crystal
{110} face Steps are created by a process of two-­‐
dimensional nuclea=on: (≈3D nuclea=on)
Nuclea=on barrier is involved
Mininum supersatura=on is required
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
(Birth and Spread growth)
So what happens on perfect flat faces?
2D island
Tetragonal lysozyme crystal
{110} face Steps are created by a process of two-­‐
dimensional nuclea=on: (≈3D nuclea=on)
Nuclea=on barrier is involved
Mininum supersatura=on is required
Below a cri=cal driving force no 2D nuclei will form…
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
A. McPherson, Y. G. Kuznetsov, A. Malkin & M.Plomp, Macromolecular Crystal
Growth As Revealed By Atomic Force Microscopy
Juan Manuel García Ruiz
jueves 29 de noviembre de 12
Escola de Altos Estudos em Cristalização e Cristalografia para Latino América (ECRISLA ) November 13-25, 2011 Florianópolis (Brasil)
Two dimensional nucleation
Juan Manuel García Ruiz
jueves 29 de noviembre de 12
Escola de Altos Estudos em Cristalização e Cristalografia para Latino América (ECRISLA ) November 13-25, 2011 Florianópolis (Brasil)
Crystal Growth Mechanisms
Screw dislocation
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Juan Manuel García-Ruiz
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
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jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
jueves 29 de noviembre de 12
Thaumatin
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
A. McPherson, Y. G. Kuznetsov, A. Malkin & M.Plomp, Macromolecular Crystal
Growth As Revealed By Atomic Force Microscopy
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
Screw dislocation growth
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
Screw dislocation growth
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
Screw dislocation growth
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
Layer by layer growth
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz
Layer by layer growth
Insubria International Summer School Crystallography for Health and Biosciences, Como 2012
jueves 29 de noviembre de 12
Juan Manuel García-Ruiz