Выход на поверхность кристалла винтовой дислокации, рис.1
создает условия для образования ступенек высотой, равной вектору сдвига дислокации. Особенно важны они для плотноупакованных плоскостей; в этом случае рост становится возможным и при малых переохлаждениях. Присоединение атомов к ступеньке ведет к спиральному росту, поскольку каждый ее участок, имеющий в исходном состоянии прямолинейный вид, двигается с одинаковой линейной скоростью вокруг неподвижного центра дислокации. Участки вблизи дислокации будут иметь большую угловую скорость и сделают больше оборотов, чем далеко отстоящие. В результате образуется спираль (рис.1 г). Существование такого беззародышевого механизма роста кристаллических граней путем непрерывного воспроизведения ступенек подтверждается наличием спиралей, выявленных для многих металлов и неметаллов (рис.1 вверху). Спирали и ступеньки на поверхности растущих кристаллов можно наблюдать, если удалить остатки жидкости (метод декантирования). При этом можно видеть не единичные ступеньки (рис.2 а),
а их скопления – большие ступеньки (рис.2 б). Каждая ступенька имеет высоту, близкую к межатомному расстоянию. Скорость движения малых ступенек на поверхности кристалла вследствие бокового роста, обусловленного присоединением атомов, различна и ступеньки Б, В и Г могут настигнуть ступеньку А. В результате возникнет большая ступень, включающая в себя ступеньки А, Б, В и Г.
Причиной такой консолидации ступенек несколько. Возникновение перед движущейся ступенькой нового слоя. Например, из-за образования двухмерного зародыша, приведет к тому, что участок АБ грани (рис.2 б) застроится прежде, чем ступень А успеет значительно удалиться от Б. На скорость движения ступенек оказывает влияние и скорость отвода выделяющегося кристаллизационного тепла. Выделение его приводит к тому, что ступеньки, расположенные близко одна к другой, растут медленнее, чем удаленные. Удаленные нагонят медленно движущиеся и замедлят свое движение. Таким образом, ступеньки моноатомной толщины объединяются в группы.
