厦门大学 材料科学基础(二) 第四章-2 缺陷化学 点缺陷的类型及表示方法
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厦门大学 材料科学基础(二) 第四章-2 缺陷化学 点缺陷的类型及表示方法
电子缺陷：用e′表示。 空穴缺陷：用h· 表示。 带电缺陷： · Cl ’ 间隙离子： Nai· Cai· i 离子空位： VNa’ VCl· VNa′ ⇌ VNa+e′和 VCl·⇌ VCl+h· 杂质离子： CaNa· CaZr’’ FeFe · FeFe’
缔合中心：VNa′+VCl· （VNa′VCl· ） 无缺陷状态：用0来表示。
杂质缺陷
杂质缺陷是指由外来杂质原子（离子）而引 入的各种缺陷
杂质缺陷 (a)置换型；(b)填隙型
杂质原子（离子）可以使原有晶体的晶格 发生局部畸变
晶格畸变的几种情况 (a)、(b)置换型；(c)填隙型；(d)产生空位
电子缺陷和带电缺陷
电子和空穴在它们的附 近形成了一个附加的电 场，引起了周期势场的 畸变，造成了晶体的不 完整性。
4.6 点缺陷的类型及表示方法
根据对理想晶格偏离的几何位置及成分分类
填隙质点
原子（或离子）进入晶体中正常结点之间的间隙位置，成 为填隙原子（或离子）。 正常结点没有被原子或离子所占据，成为空结点。
空位
杂质质点
由于外来杂质原子（或离子）进入晶格而产生。
根据缺陷产生的原因分类
热缺陷
4.7点缺陷和缺陷反应的表示
克罗格-明克（Kroger-Vink）符号
所带有效电荷 缺陷名称 在晶体中的位置
空位缺陷：用V表示。VM Vx VNa VCl 填隙原子：角标i表示间隙位置。Mi Xi Nai Cli 错位原子：Mx表示M原子被错放到X位置上。KNa 取代原子：LM表示L处在M的位置上，Li表示L处在间隙 位置上。CaMg
电子缺陷和带电缺陷
材料科学基础点缺陷
第三章 晶体结构缺陷
一 点缺陷
第 一 节 点 缺 陷
三 章
第
第
三 章
第三章 晶体结构缺陷
一 点缺陷
肖脱基空位
弗兰克尔空位
第 一 节 点 缺 陷
8
点缺陷对晶体结构的影响
空位和间隙原子都将使周围原子间作 用力失去平衡，点阵产生弹性畸变， 形成应力场，引起晶体内能升高。 点缺陷形成能：点缺陷的引入使得晶 体内能升高，这部分增加的能量称为 点缺陷形成能。通常空位引起的晶格 畸变小于间隙原子的晶格畸变，空位 形成能也小于间隙原子形成能。
17
第
三 章
点缺陷对性能的影响
1. 点缺陷能使金属的电阻增加；
2. 体积膨胀，密度减小；
3. 能加速与扩散有关的相变、化学热处理
及高温下的塑性变形和断裂等；
4. 过饱和点缺陷还可以提高金属的屈服强
度。
18
第 三
四、过饱和点缺陷
章
概念：在某些特殊情况下，晶体也可以具有超过平 衡浓度的点缺陷，称之为过饱和点缺陷。
陷
（2）点缺陷的平衡浓度
C=Aexp(-∆Ev/kT)
12
第
三 章
点缺陷平衡浓度公式推导
体系自由能： 内能增殖： 系统熵增殖： 组态熵： 推导：
13
斯特令近似： 求极值：
讨论：1、存在极小值； 2、
平衡浓度公式：
影响平衡浓度的因素：1、温度 2、空位形成能
时体系自由能最小。
14
第
三 平衡点缺陷对体系自由能的影响
第七讲 第三章 晶体结构缺陷
内容：
1.晶体缺陷种类 2.点缺陷
1
第
三 章
第三章 晶体结构缺陷
材料科学基础 第4章 点缺陷和扩散
空位对晶体的物理性能和力学性能有明显的影响。 空位对金属材料的高温蠕变、沉淀析出、回复、表面氧
化、烧结等都产生了重要的影响。
30
二、离子晶体中的空位及间隙原子
肖脱基缺陷:为了保持晶体的电的中性，空位只能 以与晶体相同的正离子:负离子的空位比率小组的 方式产生。这些电中性的正离子-负离子-空位丛簇 称为。 弗兰克缺陷：以空位/间隙对形式存在的缺陷群。
29
关于空位的总结
空位是热力学上稳定的点缺陷，一定的温度对应一定的 平衡浓度，偏高或偏低都不稳定。
不同金属的空位形成能是不同的，一般高熔点金属的形 成能大于低熔点金属的形成能。
空位浓度、空位形成能和加热温度之间的关系密切。在 相同的条件下，空位形成能越大，则空位浓度越低；加 热温度越高，则空位浓度越大。 C平＝exp[-Ev/kT+Sc/k]
23
空位迁移也要克服一定的“势垒”，也即空位迁移能Qfv。 迁移速率为: j=zexp(Sc/k)exp(-Qfv/kT)
金属熔点越高，空位形成能和迁移能越大。所以，在相 同条件下，高熔点金属形成的空位数比低熔点金属少。
24
5.材料中空位的实际意义
空位迁移是许多材料加工工艺的基础。
晶体中原子的扩散就是依靠空位迁移而实现的。 在常温下空位迁移所引起的原子热振动动能显著提高，再加上高 温下空位浓度的增多，因此高温下原子的扩散速度十分迅速。
53扩散分类1根据?c?t分类稳态扩散和非稳态扩散2根据?c?x分类?c?x0自扩散在纯金属和均匀合金中进行?c?x?0互扩散上坡扩散和下坡扩散3根据扩散途径分类体扩散晶界扩散表面扩散短程扩散沿位错进行的扩散4根据合金组织分类单相扩散多相扩散54二扩散的物理描述fick第一扩散定律影响原子移动的速率即扩散速率的因素
化、烧结等都产生了重要的影响。
30
二、离子晶体中的空位及间隙原子
肖脱基缺陷:为了保持晶体的电的中性，空位只能 以与晶体相同的正离子:负离子的空位比率小组的 方式产生。这些电中性的正离子-负离子-空位丛簇 称为。 弗兰克缺陷：以空位/间隙对形式存在的缺陷群。
29
关于空位的总结
空位是热力学上稳定的点缺陷，一定的温度对应一定的 平衡浓度，偏高或偏低都不稳定。
不同金属的空位形成能是不同的，一般高熔点金属的形 成能大于低熔点金属的形成能。
空位浓度、空位形成能和加热温度之间的关系密切。在 相同的条件下，空位形成能越大，则空位浓度越低；加 热温度越高，则空位浓度越大。 C平＝exp[-Ev/kT+Sc/k]
23
空位迁移也要克服一定的“势垒”，也即空位迁移能Qfv。 迁移速率为: j=zexp(Sc/k)exp(-Qfv/kT)
金属熔点越高，空位形成能和迁移能越大。所以，在相 同条件下，高熔点金属形成的空位数比低熔点金属少。
24
5.材料中空位的实际意义
空位迁移是许多材料加工工艺的基础。
晶体中原子的扩散就是依靠空位迁移而实现的。 在常温下空位迁移所引起的原子热振动动能显著提高，再加上高 温下空位浓度的增多，因此高温下原子的扩散速度十分迅速。
53扩散分类1根据?c?t分类稳态扩散和非稳态扩散2根据?c?x分类?c?x0自扩散在纯金属和均匀合金中进行?c?x?0互扩散上坡扩散和下坡扩散3根据扩散途径分类体扩散晶界扩散表面扩散短程扩散沿位错进行的扩散4根据合金组织分类单相扩散多相扩散54二扩散的物理描述fick第一扩散定律影响原子移动的速率即扩散速率的因素
《材料科学基础》课件之第四章----04晶体缺陷
41
刃位错：插入半原子面，位错上方，原子间距变小， 产生压应变，下方原子间距变大，拉应变。过渡处 切应变，滑移面处有最大切应力，正应力为0。x NhomakorabeaGb
2 (1 )
y(3x2 (x2
y2) y2 )2
y
Gb
2 (1
)
y(x2 y2) (x2 y2)2
z ( x y )
x
xy
Gb
2 (1 )
21
刃位错b与位错线 垂直
螺位错b与位错线 平行
bb
l
l
正
负
b
b
右旋
左旋
任意一根位错线上各点b相同，同一位错只有一个b。
有大小的晶向指数表示
b a [uvw] 模 n
b a u2 v2 w2 n
22
Burgers矢量合成与分解：如果几条位错线在晶体内
部相交（交点称为节点），则指向节点的各位错的伯氏矢量 之和，必然等于离开节点的各位错的伯氏矢量之和 。
不可能中断于晶体内部（表面露头，终止与 晶界和相界，与其他位错相交，位错环）
半原子面及周围区域统称为位错
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2. 螺位错
晶体在大于屈服值的切应力作用下，以某晶面为滑移面发生滑移。由于位错线周围 的一组原子面形成了一个连续的螺旋形坡面，故称为螺位错。
几何特征：位错线与原子滑移方向相平行；位错线周围原子的配置是螺旋状的。
d
34
六、位错应变能
位错原子偏移正常位置，产生畸变应力， 处于高能量状态，但偏移量很小，晶格为弹 性应变。
位错心部应变较大，超出弹性范围， 但这部分能量所占比例较小， <10%，可以近似忽略。
35
1. 理论基础：连续弹性介质模型
材料化学 第4章 固体中的点缺陷
第4章 固体中的点缺陷
• 完美的晶体是没有热力学地位的
H G
G= H-TS 对于位置的选择所引起的熵变 称为构型熵 根据Boltzmann公式： S=klnw
-TS
缺陷浓度
晶体中有如下几种可能的对理想结构偏离和结构不完整性的情况：
第一，当温度增加时，原子的振动频率也随着增加，其运动能量是量子化的，单位 能量子hν（ch为普朗克常量）叫做声子(phonon) （hole，带正电）。电子可以被激 发到较高的能级，而在通常是充满的电子能带(electronic energy level bands)上留 下空穴，称为电子空穴。如果这个被激发的电子仍然同电子空穴紧密结合在一起， 这个电子–电子空穴对就叫做激子(exciton)，也可以把激子看成是处于激发态的原子 或离子。声子和激子问题，不在缺陷化学的讨论范围内。
点缺陷的局域能级
局域能级是指束缚着电子时的缺陷的能量状 态，不论是施主还是受主，都是指它带有 电子时的状态。
点缺陷的局域能级
• 施主缺陷D
D ED1 D e' D ED2 D e'
ED1
D
受主缺陷A
A E A1 A' h A' E A2 A' ' h
4.3 本征缺陷
• 本征缺陷 • 具有本征缺陷的晶体是指那些不含外来杂 质但其结构并不完善的晶体 (1) 晶体中各组分偏离化学整比性； (2) 点阵格位上缺少某些原子/离子(空位缺陷)； (3) 在格位的间隙处存在原子/离子(间隙缺陷)； (4) 一类原子/离子占据了另一类原子/离子本 该占据的格位(错位缺陷)。
4.1缺陷的分类
• • • • • • 4.1 缺陷的分类(根据缺陷的尺寸) (1)点缺陷，零维缺陷 (2) 线缺陷，一维缺陷 (3) 面缺陷，二维缺陷 (4) 体缺陷，三维缺陷 (5) 电子缺陷
• 完美的晶体是没有热力学地位的
H G
G= H-TS 对于位置的选择所引起的熵变 称为构型熵 根据Boltzmann公式： S=klnw
-TS
缺陷浓度
晶体中有如下几种可能的对理想结构偏离和结构不完整性的情况：
第一，当温度增加时，原子的振动频率也随着增加，其运动能量是量子化的，单位 能量子hν（ch为普朗克常量）叫做声子(phonon) （hole，带正电）。电子可以被激 发到较高的能级，而在通常是充满的电子能带(electronic energy level bands)上留 下空穴，称为电子空穴。如果这个被激发的电子仍然同电子空穴紧密结合在一起， 这个电子–电子空穴对就叫做激子(exciton)，也可以把激子看成是处于激发态的原子 或离子。声子和激子问题，不在缺陷化学的讨论范围内。
点缺陷的局域能级
局域能级是指束缚着电子时的缺陷的能量状 态，不论是施主还是受主，都是指它带有 电子时的状态。
点缺陷的局域能级
• 施主缺陷D
D ED1 D e' D ED2 D e'
ED1
D
受主缺陷A
A E A1 A' h A' E A2 A' ' h
4.3 本征缺陷
• 本征缺陷 • 具有本征缺陷的晶体是指那些不含外来杂 质但其结构并不完善的晶体 (1) 晶体中各组分偏离化学整比性； (2) 点阵格位上缺少某些原子/离子(空位缺陷)； (3) 在格位的间隙处存在原子/离子(间隙缺陷)； (4) 一类原子/离子占据了另一类原子/离子本 该占据的格位(错位缺陷)。
4.1缺陷的分类
• • • • • • 4.1 缺陷的分类(根据缺陷的尺寸) (1)点缺陷，零维缺陷 (2) 线缺陷，一维缺陷 (3) 面缺陷，二维缺陷 (4) 体缺陷，三维缺陷 (5) 电子缺陷
材料化学-晶体结构缺陷详解
V (V V ) VNa
Cl Na Cl
2 书写点缺陷反应式的规则
（1）位置关系（溶剂）： 对于计量化合物（如NaCl、Al2O3），在缺陷反应式中 作为溶剂的晶体所提供的位置比例应保持不变，但每类位置 总数可以改变。
2ClCl CaCl2 ( s) Ca VK
（3）溶质原子（杂质原子）：
LM 表示溶质L占据了M的位置。如：CaNa SX 表示S溶质占据了X位置。
（4）自由电子及电子空穴：
有些情况下，价电子并不一定属于某个特定位置的原子，在 光、电、热的作用下可以在晶体中运动，这样电子和空穴称 为自由电子（符号e/ ）和电子空穴（符号h. )。
(5)带电缺陷 不同价离子之间取代如Ca2+取代Na+——Ca · Na Ca2+取代Zr4+——Ca”Zr 把离子化合物看作完全由离子构成（这里不考虑化学 键性质），则在 NaCl晶体中，如果取走一个Na+与取走Na 原子相比较，相当于少取走一个电子e ， 晶格中多了一个e, 因此VNa 必然和这个e/相联系，形成带电的空位——
Schottky缺陷的产生
2 组成缺陷
概念——杂质原子进入晶体，或者外界气氛等因素引起基质产生空位的缺陷。 原子进入晶体的数量一般小于0.1%。 种类——间隙杂质 置换杂质空位
特点——杂质缺陷的浓度与温度无关，只决定于溶解度。
存在原因——本身存在，有目的加入(改善晶体的某种性能)
3 电荷缺陷
晶体内原子或离子的外层电子由于受到外界激发，有少部 分电子脱离原子核对它束缚，而成为自由电子，对应留下空穴。
VCl NaCl VNa
形成——正常格点的原子由于热运动跃迁到晶体表面， 在晶体内正常格点留下空位。 从形成缺陷的能量来分析—— Schttky缺陷形成的能量小Frankel 缺陷形成的能量 因此对于大多数晶体来说，Schttky 缺陷是主要的。 热缺陷浓度表示 ：
厦门大学,829材料科学基础部分简答题总结
厦门大学,829材料科学基础部分简答题总结第一篇：厦门大学,829材料科学基础部分简答题总结原子结构1、原子间的结合键共有几种？各自的特点如何？【11年真题】答：（1）金属键：基本特点是电子的共有化，无饱和性、无方向性，因而每个原子有可能同更多的原子结合，并趋于形成低能量的密堆结构。
当金属受力变形而改变原子之间的相互位置时不至于破坏金属键，这就使得金属具有良好的延展性，又由于自由电子的存在，金属一般都具有良好的导电性和导热性能。
（2）离子键：正负离子相互吸引，结合牢固，无方向性、无饱和性。
因此，七熔点和硬度均较高。
离子晶体中很难产生自由运动的电子，因此他们都是良好的电绝缘体。
（3）共价键：有方向性和饱和性。
共价键的结合极为牢固，故共价键晶体具有结构稳定、熔点高、质硬脆等特点。
共价结合的材料一般是绝缘体，其导电能力较差。
（4）范德瓦尔斯力：范德瓦尔斯力是借助微弱的、瞬时的电偶极矩的感应作用，将原来稳定的原子结构的原子或分子结合为一体的键合。
它没有方向性和饱和性，其结合不如化学键牢固。
（5）氢键：氢键是一种极性分子键，氢键具有方向性和饱和性，其键能介于化学键和范德瓦耳斯力之间。
2、陶瓷材料中主要结合键是什么？从结合键的角度解释陶瓷材料所具有的特殊性能。
【模拟题一】答：陶瓷材料中主要的结合键是离子键和共价键。
由于离子键和共价键很强，故陶瓷的抗压强度很高、硬度很高。
因为原子以离子键和共价键结合时，外层电子处于稳定的结构状态，不能自由运动，故陶瓷材料的熔点很高，抗氧化性好、耐高温、化学稳定性高。
第二章固体结构1、为什么只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶，而间隙固溶体则不能？【模拟题一】答：因为形成固溶体时，溶质原子的溶入会使溶剂结构产生点阵畸变，从而使体系能量升高。
溶质与溶剂原子尺寸相差较大，点阵畸变的程度也越大，则畸变能越高，结构的稳定性越低，溶解度越小。
一般来说，间隙固溶体中溶质原子引起的点阵畸变较大，故不能无限互溶，只能有限熔解。
第四章 点缺陷
kB ln )
F0为完整的晶体的自由能， Uy 为空位的形成能 ， Sf为空位
的周围原子振动态引起的振动熵，而kBlnΩ 则 为 无 序 度 增 加而致的组态熵，Ω =（N+n)!/N!n!为系统的所有可能组态 数。
N n F (T , p) F 0(T , P) n(Uv SfT ) kBT ( N ln n ln ) 斯特令近似： N n N n
第四章 点缺陷
晶体缺陷：点缺陷、线缺陷和面缺陷
点缺陷：是指那些对晶体结构的干扰仅波及几个原子间距范
围的晶体缺陷。 点缺陷类型：
（1）结构缺陷：点阵空位、填隙原子。 （2）化学点缺陷：代位杂质、填隙杂质。（图4-1）
点缺陷对晶体结构及性能有重要的影响，例如：物理性质、 电学性质、光学性质等。
4.1
空位与填隙原子
4.1.1 热平衡态的点缺陷浓度
晶态固体中的原子总是在其平衡位置附近一刻 不停地作微小的振动。由于热振动的非线性，任一 原子的热振动都与周围原子的热振动状态密切相关， 使热振动能量存在涨落。当一原子一单具有足够大 的动能时就可能脱落正常位置，跳到邻近的原子间 隙中去，形成填隙原子，并在原位置留下一个空位。
（ 3 ）离子注入 这是一种用高能离子轰击材料将其嵌入近 表面区域的工艺，可以产生大量点缺陷。其中，注入组分 离子产生空位和填隙离子；注入杂质原子则产生代位或填 隙杂质。在制备某些合金材料时，不溶的合金元素只有借 助离子注入技术才能实现合金化，此外，高能离子注入还 能产生位错和各种类型的面缺陷，甚至非晶层。
（ 2 ）辐照 在金属晶体中，只有将原子由其正常位置打出 来的粒子才能产生点缺陷，只能激发电子的辐照则不能。 而在非金属中，由于电子激发态可以局域化且能保持相当 长的时间，因而电离辐照就能使晶体严重损伤，产生大量 点缺陷。不同类型的辐照粒子在产生离位原子从而形成点 缺陷方面是相差甚大的。产生离位轰击的电子需要兆电子 伏量级的能量，而中子与质子只需数百电子伏，如果轰击 粒子的质量与被轰击的原子很接近则只需数十电子伏便已 足够。
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4.6 点缺陷的类型及表示方法
根据对理想晶格偏离的几何位置及成分分类
填隙质点
原子（或离子）进入晶体中正常结点之间的间隙位置，成 为填隙原子（或离子）。 正常结点没有被原子或离子所占据，成为空结点。
空位
杂质质点
由于外来杂质原子（或离子）进入晶格而产生。
根据缺陷产生的原因分类
热缺陷
处在晶格结点上的原子，由于热振动的能量起伏，有一部 分会离开正常位置，而造成的缺陷。 热缺陷是材料固有的缺陷，是本征缺陷的主要形式。根据 缺陷所处的位置，又分为弗仑克尔缺陷和肖特基缺陷。
杂质缺陷
由于外来杂质质点进入晶格内而产生的缺陷 。
非化学计量缺陷
某些化合物的化学组成会明显的随着周围气氛的性质和分压 大小的变化而偏离化学计量组成，这种由组成上的非化学计 量化造成的空位、间隙原子以及电荷转移，会使晶体的完整 性受到破坏，也即产生了缺陷。 由于点缺陷的存在，导致在导带中有电子，而在价带中带有 电子空穴。这类电子和空穴也是一种缺陷，总称为电子缺陷。 电子或电子空穴被束缚在缺陷位置上，形成一个附加电场， 往往能引起晶体中周期性势场畸变，改变晶体的一些性质， 故称它们为带电缺陷。
杂质缺陷
杂质缺陷是指由外来杂质原子（离子）而引 入的各种缺陷
杂质缺陷 (a)置换型；(b)填隙型
杂质原子（离子）可以使原有晶体的晶格 发生局部畸变
晶格畸变的几种情况 (a)、(b)置换型；(c)填隙型；(d)产生空位
电子缺陷和带电缺陷
电子和空穴在它们的附 近形成了一个附加的电 场，引起了周期势场的 畸变，造成了晶体的不 完整性。
4.7点缺陷和缺陷反应的表示
克罗格-明克（Kro晶体中的位置
空位缺陷：用V表示。VM Vx VNa VCl 填隙原子：角标i表示间隙位置。Mi Xi Nai Cli 错位原子：Mx表示M原子被错放到X位置上。KNa 取代原子：LM表示L处在M的位置上，Li表示L处在间隙 位置上。CaMg
电子缺陷：用e′表示。 空穴缺陷：用h· 表示。 带电缺陷： · Cl ’ 间隙离子： Nai· Cai· i 离子空位： VNa’ VCl· VNa′ ⇌ VNa+e′和 VCl·⇌ VCl+h· 杂质离子： CaNa· CaZr’’ FeFe · FeFe’
缔合中心：VNa′+VCl· （VNa′VCl· ） 无缺陷状态：用0来表示。
电子缺陷和带电缺陷
弗仑克尔缺陷
在晶格热振动时，一些能量足够大 的原子离开平衡位置后，挤到晶格 间隙位置，成为填隙原子，而在原 来的位置上留下一个空位，这种缺 陷称为弗仑克尔缺陷。
氯化钠的晶体结构
萤石(CaF2)型结构
［CaF8］ 和［FCa4］多面体图
肖特基缺陷
肖特基缺陷：正常结点上的原子/离 子，在能量起伏过程中获得足够的 能量后，离开平衡位置迁移到晶体 表面正常结点位置，在原来的位置 上留下空位。 一般在结构比较紧密，没有较大空 隙的晶体中或在阴、阳离子半径相 差较小的晶体中比较容易形成肖特 基缺陷。 肖特基缺陷
根据对理想晶格偏离的几何位置及成分分类
填隙质点
原子（或离子）进入晶体中正常结点之间的间隙位置，成 为填隙原子（或离子）。 正常结点没有被原子或离子所占据，成为空结点。
空位
杂质质点
由于外来杂质原子（或离子）进入晶格而产生。
根据缺陷产生的原因分类
热缺陷
处在晶格结点上的原子，由于热振动的能量起伏，有一部 分会离开正常位置，而造成的缺陷。 热缺陷是材料固有的缺陷，是本征缺陷的主要形式。根据 缺陷所处的位置，又分为弗仑克尔缺陷和肖特基缺陷。
杂质缺陷
由于外来杂质质点进入晶格内而产生的缺陷 。
非化学计量缺陷
某些化合物的化学组成会明显的随着周围气氛的性质和分压 大小的变化而偏离化学计量组成，这种由组成上的非化学计 量化造成的空位、间隙原子以及电荷转移，会使晶体的完整 性受到破坏，也即产生了缺陷。 由于点缺陷的存在，导致在导带中有电子，而在价带中带有 电子空穴。这类电子和空穴也是一种缺陷，总称为电子缺陷。 电子或电子空穴被束缚在缺陷位置上，形成一个附加电场， 往往能引起晶体中周期性势场畸变，改变晶体的一些性质， 故称它们为带电缺陷。
杂质缺陷
杂质缺陷是指由外来杂质原子（离子）而引 入的各种缺陷
杂质缺陷 (a)置换型；(b)填隙型
杂质原子（离子）可以使原有晶体的晶格 发生局部畸变
晶格畸变的几种情况 (a)、(b)置换型；(c)填隙型；(d)产生空位
电子缺陷和带电缺陷
电子和空穴在它们的附 近形成了一个附加的电 场，引起了周期势场的 畸变，造成了晶体的不 完整性。
4.7点缺陷和缺陷反应的表示
克罗格-明克（Kro晶体中的位置
空位缺陷：用V表示。VM Vx VNa VCl 填隙原子：角标i表示间隙位置。Mi Xi Nai Cli 错位原子：Mx表示M原子被错放到X位置上。KNa 取代原子：LM表示L处在M的位置上，Li表示L处在间隙 位置上。CaMg
电子缺陷：用e′表示。 空穴缺陷：用h· 表示。 带电缺陷： · Cl ’ 间隙离子： Nai· Cai· i 离子空位： VNa’ VCl· VNa′ ⇌ VNa+e′和 VCl·⇌ VCl+h· 杂质离子： CaNa· CaZr’’ FeFe · FeFe’
缔合中心：VNa′+VCl· （VNa′VCl· ） 无缺陷状态：用0来表示。
电子缺陷和带电缺陷
弗仑克尔缺陷
在晶格热振动时，一些能量足够大 的原子离开平衡位置后，挤到晶格 间隙位置，成为填隙原子，而在原 来的位置上留下一个空位，这种缺 陷称为弗仑克尔缺陷。
氯化钠的晶体结构
萤石(CaF2)型结构
［CaF8］ 和［FCa4］多面体图
肖特基缺陷
肖特基缺陷：正常结点上的原子/离 子，在能量起伏过程中获得足够的 能量后，离开平衡位置迁移到晶体 表面正常结点位置，在原来的位置 上留下空位。 一般在结构比较紧密，没有较大空 隙的晶体中或在阴、阳离子半径相 差较小的晶体中比较容易形成肖特 基缺陷。 肖特基缺陷