半导体线缺陷——位错
半导体器件作业有答案
1．半导体硅材料的晶格结构是（A 金刚石B闪锌矿C 纤锌矿2．下列固体中，禁带宽度Eg最大的是（ C ）Ａ金属Ｂ半导体Ｃ绝缘体3．硅单晶中的层错属于（C）Ａ点缺陷Ｂ线缺陷Ｃ面缺陷4．施主杂质电离后向半导体提供（ B ），受主杂质电离后向半导体提供（ A ），本征激发后向半导体提供（ A B ）。
A 空穴B 电子5．砷化镓中的非平衡载流子复合主要依靠（ A ）A 直接复合B 间接复合C 俄歇复合6．衡量电子填充能级水平的是（ B ）Ａ施主能级Ｂ费米能级Ｃ受主能级 D 缺陷能级7．载流子的迁移率是描述载流子（ A ）的一个物理量；载流子的扩散系数是描述载流子（ B ）的一个物理量。
A 在电场作用下的运动快慢B 在浓度梯度作用下的运动快慢－38．室温下，半导体Si 中掺硼的浓度为1014cm －3，同时掺有浓度为 1.1 ×1015cm－3的磷，则电子浓度约为（B ），空穴浓度为（ D ），费米能级（G）；将该半导体升温至570K，则多子浓度约为（ F ），少子浓度为（F），费米能级（I ）。
（已知：室温下，－3ni ≈1.5 × 1010cm－3，570K 时，－3 ni ≈2× 1017cm－3)A 1014cm－ 3 －3B 1015cmC 1.1－3× 1015cm D 2.25 × 105cmE 1.2 × 1015cm －3F 2 ×1017cm －3 G 高于 Ei H 低于 Ei I 等于 Ei 9． 载流子的扩散运动产生（ C ）电流，漂移运动产生（ A ）电流。
A 漂移 B隧道 C 扩散10. 下列器件属于多子器件的是（B D ） Ａ 稳压二极管 Ｂ 肖特基二极管 Ｃ 发光二极管 D 隧道二极管11. 平衡状态下半导体中载流子浓度 n0p0=ni2 ，载流子的产生率等于复合率，而当 np<ni2 时，载 流 子的复合率（ C ）产生率Ａ 大于 Ｂ 等于 Ｃ 小于12. 实际生产中，制作欧姆接触最常用的方法是（ A ）Ａ 重掺杂的半导体与金属接触 Ｂ 轻掺杂的半导体与金属接触13．在下列平面扩散型双极晶体管击穿电压中数值最小的是 （ C ）A BVCEOB BVCBOC BVEBO14．MIS 结构半导体表面出现强反型的临界条件是（ B ）。
ch3.2 晶体缺陷--线缺陷(位错)(06级)
第三章 晶体缺陷 ③ 滑移面必须是同时包含有位错线和滑移矢量的平面。位 错线与滑移矢量互相垂直,它们构成平面只有一个。 ④ 晶体中存在刃位错后,位错周围的点阵发生弹性畸变,既 有正应变,也有负应变。点阵畸变相对于多余半原子面是左右对 称的，其程度随距位错线距离增大而减小。就正刃型位错而言, 上方受压,下方受拉。 ⑤ 在位错线周围的畸变区每个原子具有较大的平均能量。 畸变区是一个狭长的管道。
第三章 晶体缺陷 (3) 柏氏矢量的唯一性。即一根位错线具有唯一的柏氏矢 量。它与柏氏回路的大小和回路在位错线上的位臵无关，位 错在晶体中运动或改变方向时，其柏氏矢量不变。 (4) 位错的连续性:可以形成位错环、连接于其他位错、终 止于晶界或露头于表面,但不能中断于晶体内. (5) 可用柏氏矢量判断位错类型 刃型位错: ξe⊥be，右手法则判断正负 螺型位错: ξs∥bs，二者同向右旋,反向左旋 (6) 柏氏矢量表示晶体滑移方向和大小.位错运动导致晶 体滑移时，滑移量大小|b|，滑移方向为柏氏矢量的方向。 (7) 刃型位错滑移面为ξ与柏氏矢量所构成的平面,只有一 个；螺型位错滑移面不定,多个。 (8) 柏氏矢量可以定义为:位错为柏氏矢量不为0的晶体缺 陷。
第三章 晶体缺陷 (3) 混合位错的滑移过程 沿位错线各点的法线方向在滑移面上扩展，滑动方向垂 直于位错线方向。但滑动方向与柏氏矢量有夹角。(hhwc1)
第三章 晶体缺陷
2. 位错的攀移
• 位错的攀移(climbing of disloction) :在垂直于滑移面方 向上运动 • 攀移的实质:刃位错多余半原子面的扩大和缩小，它是通过 物质迁移即原子或空位的扩散来实现的。 • 刃位错的攀移过程:正攀移,向上运动；负攀移, 向下运动 • 注意：只有刃型位错才能发生攀移；滑移不涉及原子扩散， 而攀移必须借助原子扩散；外加应力对攀移起促进作用，压 （拉）促进正（负）攀移；高温影响位错的攀移 • 攀移运动外力需要做功，即攀移有阻力。粗略地分析，攀移 阻力约为Gb/5。 • 螺型位错不止一个滑移面，它只能以滑移的方式运动，它是 没有攀移运动的。 • 攀移为非守恒（或非保守）运动，而滑移为守恒（或保守） 运动。
半导体缺陷解析及中英文术语一览
半导体缺陷解析及中英⽂术语⼀览⼀、半导体缺陷1.位错：位错⼜可称为差排（英语：dislocation），在材料科学中，指晶体材料的⼀种内部微观缺陷，即原⼦的局部不规则排列（晶体学缺陷）。
从⼏何⾓度看，位错属于⼀种线缺陷，可视为晶体中已滑移部分与未滑移部分的分界线，其存在对材料的物理性能，尤其是⼒学性能，具有极⼤的影响。
产⽣原因：晶体⽣长过程中，籽晶中的位错、固-液界⾯附近落⼊不溶性固态颗粒，界⾯附近温度梯度或温度波动以及机械振动都会在晶体中产⽣位错。
在晶体⽣长后，快速降温也容易增殖位错。
（111）呈三⾓形；（100）呈⽅形；（110）呈菱形。
2.杂质条纹：晶体纵剖⾯经化学腐蚀后可见明、暗相间的层状分布条纹，⼜称为电阻率条纹。
杂质条纹有分布规律，在垂直⽣长轴⽅向的横断⾯上，⼀般成环状分布；在平⾏⽣长轴⽅向的纵剖⾯上，呈层状分布。
反映了固-液界⾯结晶前沿的形状。
产⽣原因：晶体⽣长时，由于重⼒产⽣的⾃然对流和搅拌产⽣的强制对流，引起固-液界近附近的温度发⽣微⼩的周期性变化，导致晶体微观⽣长速率的变化，或引起杂质边界厚度起伏，⼀截⼩平⾯效应和热场不对称等，均使晶体结晶时杂质有效分凝系数产⽣波动，引起杂质中杂质浓度分布发⽣相应的变化，从⽽在晶体中形成杂质条纹。
解决⽅案:：调整热场，使之具有良好的轴对称性，并使晶体的旋转轴尽量与热场中⼼轴同轴，抑制或减弱熔热对流，可以使晶体中杂质趋于均匀分布。
采⽤磁场拉晶⼯艺或⽆重⼒条件下拉晶可以消除杂质条纹。
3.凹坑：晶体经过化学腐蚀后，由于晶体的局部区域具有较快的腐蚀速度，使晶体横断⾯上出现的坑。
腐蚀温度越⾼，腐蚀时间越长，则凹坑就越深，甚⾄贯穿。
4.空洞：单晶切断⾯上⽆规则、⼤⼩不等的⼩孔。
产⽣原因：在⽓氛下拉制单晶，由于⽓体在熔体中溶解度⼤，当晶体⽣长时，⽓体溶解度则减⼩呈过饱和状态。
如果晶体⽣长过快，则⽓体⽆法及时从熔体中排出，则会在晶体中形成空洞。
5.孪晶：使晶体断⾯上呈现⾦属光泽不同的两部分，分界线通常为直线。
位错对半导体的影响――材料科学基础(精)
半导体中位错的影响——张辉理想完整晶体中，原子按一定的次序严格地处在空间有规则的、周期性的格点上。
但在实际的晶体中，由于晶体形成条件、原子的热运动及其它条件的影响，原子的排列不可能那样完整和规则，往往存在偏离了理想晶体结构的区域。
这些与完整周期性点阵结构的偏离就是晶体中的缺陷，它破坏了晶体的对称性。
其中晶体缺陷包括3种：点缺陷、线缺陷和面缺陷。
位错是典型的线位错，有刃型位错、螺旋位错。
晶体中沿某一条线附近的原子排列偏离了理想的晶体点阵结构，从而在一维方向上构成一定尺度的结构缺陷。
这种缺陷只在一个方向上延伸，又称为一维缺陷。
位错对半导体的影响有以下四方面：1.位错可起一定的施主和受主作用：Si、Ge中的60o棱位错存在有一串悬挂键, 可以接受电子而成为一串负电中心, 起受主作用，也可以失去电子而成为一串正电中心, 起施主作用；这些受主或施主串形成的能级实际上组成一个一维的很窄的能带。
不过, 单纯的位错即使浓度达到105/cm2,它所提供的载流子浓度也只是约1012/cm3，故对半导体的导电性能的影响实际上不大；但是, 当位错密度较高时, 它将对n-型半导体中的施主有补偿作用, 使电子浓度降低（对p-型半导体未发现位错的补偿作用）。
注解：60o棱位错：半导体Si、Ge晶体中最简单的一种位错就是60度棱位错。
因为在(111晶面内，位错线的方向是<110>方向，该方向与晶面滑移方向互相构成60度的夹角，故有60度棱位错之称。
悬挂键：一般晶体因晶格在表面处突然终止，在表面的最外层的每个原子将有一个未配对的电子，即有一个未饱和的键，这个键称为悬挂键。
位错密度：穿过单位截面积的位错线数目，单位也是1/平方厘米2.位错是散射载流子的中心：位错除了有一定的施主、受主和杂质补偿的作用以外，位错所造成的晶格畸变是散射载流子的中心, 将严重散射载流子, 影响迁移率; 不过在位错密度<108/cm2时, 这种散射作用可忽略。
半导体中的杂质和缺陷
不含任何杂质
实际应用中的
极其微量的杂质和缺陷， 能够对半导体材料的物理性质 和化学性质产生决定性的影响
在硅晶体中，若以105个硅原子中掺入一个杂质原子的比例掺入硼(B)原子，则硅晶体的导电率在室温下将增加103倍。 用于生产一般硅平面器件的硅单晶，位错密度要求控制在103cm-2以下，若位错密度过高，则不可能生产出性能良好的器件。(缺陷的一种)
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实验测得，Ⅴ族元素原子在硅、锗中的电离能很小，在硅中电离能约为0.04~0.05eV，在锗中电离能约为0.01eV，比硅、锗的禁带宽度小得多。
2.1.2 施主杂质、施主能级3
2.1.2 施主杂质、施主能级4
2.1.3 受主杂质、受主能级1
硅中掺入硼（B）为例，研究Ⅲ族元素杂质的作用。当一个硼原子占据了硅原子的位置，如图所示，硼原子有三个价电子，当它和周围的四个硅原子形成共价键时，还缺少一个电子，必须从别处的硅原子中夺取一个价电子，于是在硅晶体的共价键中产生了一个空穴。硼原子成为一个带有一个负电荷的硼离子（B-），称为负电中心硼离子。其效果相当于形成了一个负电中心和一个多余的空穴。
利用杂质补偿的作用，就可以根据需要用扩散或离子注入等方法来改变半导体中某一区域的导电类型，以制备各种器件。
若控制不当，会出现ND≈NA的现象，这时，施主电子刚好填充受主能级，虽然晶体中杂质可以很多，但不能向导带和价带提供电子和空穴，（杂质的高度补偿）。这种材料容易被误认为是高纯度的半导体，实际上却含有很多杂质，性能很差。
2.1.3 受主杂质、受主能级2
02
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03
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01
2.1.3 受主杂质、受主能级3
半导体材料中的缺陷与杂质控制技术
半导体材料中的缺陷与杂质控制技术半导体材料是现代电子器件制造中的关键材料之一。
为了保证半导体器件的性能和可靠性，需对半导体材料中的缺陷和杂质进行控制。
本文将重点讨论半导体材料中的缺陷与杂质控制技术。
一、半导体材料的缺陷类型半导体材料中常见的缺陷类型包括点缺陷、线缺陷和面缺陷。
点缺陷指的是材料中的单个原子或多个原子的缺失或占据，如空位和间隙原子；线缺陷是由材料中原子排列的缺陷引起的，如位错和脆性晶粒界；面缺陷则是材料表面或晶界处的缺陷，如二维氧化物缺陷和界面能带不平整。
二、缺陷对半导体性能的影响缺陷对半导体器件的性能和可靠性具有重要影响。
例如，点缺陷会降低半导体的载流子浓度，并影响电子迁移率和电阻；线缺陷会导致晶格畸变、局部应变和电子复合增加，降低载流子迁移率和器件寿命；面缺陷则会导致界面态和能带弯曲，进一步影响器件的电学性能。
三、缺陷与杂质控制技术为了控制半导体材料中的缺陷与杂质，需要实施一系列控制技术。
以下是几种常用的控制技术：1. 生长技术半导体晶体的生长是控制材料缺陷和杂质的重要方法。
例如，通过外延生长技术可以在晶体中控制点缺陷和线缺陷的形成；通过气相沉积技术可以控制杂质的浓度和分布。
2. 退火技术退火技术可以通过热处理来消除或减少材料中的缺陷和杂质。
例如，热退火可以使点缺陷移动和缩减；退火还可以使线缺陷部分消失或接近消失。
3. 加工工艺加工工艺可以通过控制材料的加工条件和方法来减少缺陷的形成。
例如，减小晶圆加工过程中的机械应力和温度梯度，可以减少缺陷的产生。
4. 杂质掺杂技术杂质掺杂技术可以通过控制材料中的杂质浓度和种类来改变材料的性能和控制缺陷。
例如，控制掺杂过程中的杂质浓度和扩散温度，可以有效控制杂质的分布和缺陷的形成。
5. 表面修饰技术表面修饰技术可以通过改变材料表面的能带结构来控制缺陷和杂质。
例如，通过表面处理或修饰来改变半导体材料的表面状态和化学反应性，可以减少表面缺陷和界面态的形成。
半导体热缺陷
半导体热缺陷半导体材料是现代电子技术中至关重要的组成部分，广泛应用于集成电路、光电子器件、太阳能电池等领域。
然而，半导体材料在制备和使用过程中可能会出现一些热缺陷，这些缺陷对器件性能和可靠性产生重要影响。
在半导体材料中，热缺陷是指在高温条件下产生的缺陷，其形成机制主要涉及原子或离子的迁移、扩散以及化学反应等过程。
常见的热缺陷包括点缺陷、线缺陷和面缺陷。
点缺陷是指在晶体内部或表面形成的原子或离子缺陷，包括空位、间隙原子、杂质原子等。
这些点缺陷可以通过热激活的原子迁移和扩散过程形成。
例如，在硅材料中，空位缺陷是最常见的点缺陷，其形成可以通过热激活的硅原子离开晶体格点而形成。
点缺陷对半导体器件性能的影响主要体现在电学特性和光学特性上，如载流子浓度、迁移率、发光效率等。
线缺陷是指在晶体中形成的线状缺陷，如位错、螺旋线等。
线缺陷的形成通常涉及晶体的应力和形变，其发生机制包括原子重排、滑移和扩散等。
位错是线缺陷的一种常见形式，它是晶体中原子排列出现错位的区域。
位错对晶体的机械性能和电学性能具有重要影响，例如，位错可以影响晶体的载流子迁移和扩散，从而影响器件的性能。
面缺陷是指晶体表面的缺陷，包括表面杂质、表面氧化、表面态等。
这些缺陷的形成可以通过晶体表面与气体或液体的相互作用而发生，如氧化、吸附等。
表面缺陷对半导体器件的影响主要体现在界面特性和表面态密度上，例如，表面态可以引起能带弯曲和电荷捕获，从而影响晶体的电学和光学性能。
半导体热缺陷对器件性能的影响是多方面的。
首先，热缺陷会引起载流子的散射和复合，从而增加电阻和降低迁移率，导致器件的电学性能下降。
其次，热缺陷还可以作为电荷捕获中心，引起载流子的陷阱和重新释放，导致器件的噪声增加和工作速度减慢。
此外，热缺陷还可以影响材料的光学特性，如吸收、发射和光电导等。
因此，在半导体器件的设计和制备过程中，需要考虑和控制热缺陷的形成和影响，以提高器件的性能和可靠性。
为了减少半导体热缺陷的影响，可以采取以下几种方法。
缺陷与杂质对半导体性质的影响研究
缺陷与杂质对半导体性质的影响研究在当今的科技和电子领域中，半导体起着举足轻重的作用。
然而，在半导体的制造过程中，难免会引入各种缺陷和杂质。
这些缺陷和杂质不仅会对半导体的结构产生影响，还会对其性质产生深远的影响。
本文将探讨缺陷与杂质对半导体性质的影响研究。
一、缺陷与杂质的分类半导体中的缺陷和杂质可以分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。
点缺陷是指原子晶格中的空位或原子替代点。
线缺陷是指晶体中的位错线、螺旋线等缺损。
面缺陷是指晶体表面的缺陷。
而杂质则是指非半导体晶体结构中的外来原子。
二、缺陷和杂质对半导体性质的影响1. 电学性质缺陷和杂质对半导体的电学性质有重要影响。
在p型半导体中，杂质原子可以成为多余的电子，从而增加半导体的导电性。
而在n型半导体中，杂质原子会形成电子缺陷，并且减少杂质的导电性。
此外，缺陷还会影响半导体的迁移率、载流子浓度等参数，进而影响其电学性能和性质。
2. 光学性质缺陷和杂质对半导体的光学性质也有显著影响。
例如，半导体中的杂质能级会改变半导体的禁带宽度，从而影响其吸收以及发射光谱的范围和峰值。
激子（由电子和空穴对形成的束缚态）的形成和衰减也常常与缺陷有关。
此外，缺陷还可能引起光学吸收的增强或减弱，导致光学效率的提高或降低。
3. 热学性质缺陷和杂质对半导体的热学性质也发挥着重要作用。
缺陷会导致半导体中的晶格振动模式发生变化，影响热传导的速率和效率。
此外，由于缺陷的存在，晶体结构的完整性会受到破坏，导致热膨胀系数增加。
因此，半导体在高温环境下容易产生热应力和热失效。
4. 机械性质缺陷和杂质对半导体的机械性质也有一定的影响。
例如，缺陷可以作为裂纹的起源，导致半导体的断裂和损坏。
杂质原子的尺寸与晶格完整性不匹配可能引起局部应力集中。
此外，晶体中的位错线和晶界缺陷也会影响材料的强度和可靠性。
三、缺陷和杂质控制与应对尽管缺陷和杂质对半导体性质有着不可忽视的影响，但研究人员通过控制和应对这些问题，取得了重大突破。
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对于螺型位错，由于所有包含位错线的晶面都可以成为它的滑移 面，因此当某一螺型位错在原滑移面上运动受阻时，有可能从原滑移 面转移到与之相交的另一滑移面上继续滑移，这一过程称为交滑移。
（a）倾斜晶界
（b）抽出型层错
晶体缺陷的定义和分类
体缺陷也称为三维缺陷是指宏观上与基质晶体具有不同结构、不
同密度或不同化学成分的区域，包括空洞和微沉淀。
空 洞 晶体中所包含的较大的空隙区。 微沉淀 晶体中出现的分离相，它是由于某些杂质超过溶解度限所
形成的
晶体缺陷的定义和分类
位错的基本类型及特征
位错是晶体中某处一列或若干 列原子发生了有规律错排现象； 错排区是细长的管状畸变区,长 度可达几百至几万个原子间距, 宽仅几个原子间距。如右图是 位错的一种。 特点:在一维方向的尺寸较长， 另外二维方向上尺寸很小，从 宏观看缺陷是线状的。从微观 角度看，位错是管状的。
柏氏矢量及位错的运动
（a）正攀移（半原子 面缩短）
(b)未攀移
（c）负攀移（半 原子面伸长）
刃位错攀移示意图
柏氏矢量及位错的运动
注意：只有刃型位错才能发生攀移；因为滑移不
涉及原子扩散，而攀移必须借助原子扩散；外加应力对 攀移起促进作用，压（拉）促进正（负）攀移；另外高 温影响位错的攀移，螺型位错不止一个滑移面，它只能 以滑移的方式运动，它是没有攀移运动的。
表面附近的原子A和B依靠热运动能量运动到外面新的一层格点位置 上，而A和B处的空位由晶体内部原子逐次填充，从而在晶体内部形 成空位，而表面则产生新原子层，结果是晶体内部产生空位但没有间 隙原子，这种缺陷称为肖特基缺陷。
肖特基缺陷和弗仑克尔缺陷是同时存在的，统称点缺陷。
晶体缺陷的定义和分类
(a) 弗仑克尔缺陷
滑移 是在外加切应力作用下，通过位错中心附近的 原子沿柏氏矢量方向在滑移面上不断地作少量位移（小于 一个原子间距）而逐步实现的。
攀移 刃型位错在垂直于滑移面方向上运动.攀移的实 质是刃位错多余半原子面的扩大和缩小。
割阶 曲折段垂直于位错的滑移面时 扭折 曲折段在位错的滑移面上时
柏氏矢量及位错的运动
对于纯刃型位错，位错的滑移沿位错线的法线方向进行。滑移面 同时包含柏矢量b和位错线。
晶体缺陷的定义和分类
（a）刃位错
（b）螺位错
（c）混合位错
晶体缺陷的定义和分类
面缺陷又称为二维缺陷，是指在二维方向上偏离理想晶体中的周期性、 规则性排列而产生的缺陷，即缺陷尺寸在二维方向上延伸，在第三维 方向上很小。如晶界、相界、表面、堆积层错、镶嵌结构等。面缺陷 的取向及分布与材料的断裂韧性有关。
晶体缺陷的定义和分类
• 弗仑克尔缺陷：一定温度下，格点原子在平衡位置附近振动，其中
某些原子能够获得较大的热运动能量，克服周围原子化学键束缚而挤 入晶体原子间的空隙位置，形成间隙原子，原先所处的位置相应成为 空位。这种间隙原子和空位成对出现的缺陷称为弗仑克尔缺陷。
• 肖特基缺陷：由于原子挤入间隙位置需要较大的能量，所以常常是
m 的混合形式，混合型位错用 表示。
混合位错特征:混合位错可分为刃型分 量和螺型分量,它们分别具有刃位错和螺
位错的特征。刃:ξ⊥b ; 螺: ξ∥b ;
位错的基本类型及特征
混合位错示意图及三维动画
螺位错
刃位错
位错的基本类型及特征
柏氏矢量及位错的运动
柏氏矢量
用来描述位错区域原子的畸变特征（包括畸变发生在什么晶 向 以 及 畸 变 有 多 大 ） 的 物 理 参 量 ， 称 为 柏 氏 矢 量 (Burgers vector)。在实际晶体中，假定有一位错，在位错周围的“好” 区内围绕位错线作一任意大小的闭合回路，即称为柏氏回路。
(b) 肖特基缺陷
晶体缺陷的定义和分类
线缺陷又称一维缺陷指在一维方向上偏离理想晶体中的周期性、规则 性排列所产生的缺陷，即缺陷尺寸在一维方向较长，另外二维方向上 很短。 半导体晶体中的线缺陷主要是位错。晶体生长过程中由于热应力或其 他外力作用，使晶体中某一部分沿滑移面发生滑移，已滑移区与未滑 移区的分界线叫位错线，简称为位错。以位错线与其柏格斯矢量的相 对取向来区分位错的类型，两者相互垂直叫刃型位错，两者平行的叫 螺型位错，否则叫混合位的几何形态分类 1. 点缺陷point defects 2. 线缺陷line defects 3. 面缺陷planar defects 4. 体缺陷 volume defects
晶体缺陷的定义和分类
点缺陷又称零维缺陷是指缺陷尺寸处于原子大小的数量级上，即三维方向上缺 陷的尺寸都很小。 主要有空位、间隙原子、杂质缺陷和点缺陷复合缺陷。
右手法则:食指指向位错线方向，中指指向柏氏矢量方 向，拇指指向代表多余半面子面位向，向上为正，向下为负。
(2) 螺型位错 ξs∥bs 正向（方向相同）为右螺旋位错，负向（方向相反）
为左螺旋位错。 (3) 混合位错 柏氏矢量与位错线方向成夹角φ
刃型分量be和螺型分量bs
柏氏矢量及位错的运动
位错的运动
1
柏氏矢量及位错的运动
晶体缺陷 ——位错
1 晶体缺陷的定义和分类 2 位错的基本类型及特征 3 柏氏矢量及位错的运动
晶体缺陷的定义和分类
晶体缺陷的定义
1926 年Frenkel 首先指出，在任一温度下，实际晶体的原子排 列都不会是完整的点阵，即晶体中一些区域的原子的正规排列 遭到破坏而失去正常的相邻关系
晶体缺陷是指晶体点阵结构中周期性势场的畸变 晶体缺陷是指晶体中偏离理想完整点阵的部位或结构
回路的方向人为的用右手螺旋法则来定义，回路的起点是 任取的，即：规定位错线指出屏幕为正，我们用右手的拇指指 向位错的正向，其余四指的指向就是柏氏回路的方向。
柏氏矢量及位错的运动
刃位错的柏氏回路
柏氏矢量及位错的运动
螺位错的柏氏回路
柏氏矢量及位错的运动
柏氏矢量判断位错类型
用柏氏矢量判断位错类型:
(1) 刃型位错 ξe⊥be
对于混合位错，沿位错线各点的法线方向在滑移面上扩展，滑动 方向垂直于位错线方向。但滑动方向与柏氏矢量有夹角。
柏氏矢量及位错的运动
刃位错的运动
螺位错的运动
混合位错 的运动
柏氏矢量及位错的运动
位错的攀移 在垂直于滑移面方向上运动 攀移的实质:刃位错多余半原子面的扩大和缩小，它是 通过物质迁移即原子或空位的扩散来实现的。 刃位错的攀移过程:正攀移,向上运动；负攀移,向下运 动
位错的基本类型及特征
1 • 刃型位错 2 • 螺型位错 3 • 混合位错
位错的基本类型及特征
混合型位错
晶体中已滑移区与未滑移区的边界线 （位错线）既不平行也不垂直于滑移方向， 即滑移矢量与位错线成任意角度，这种晶 体缺陷称为混合型位错
实际晶体中的位错往往既不是单纯的 螺位错，也不是单纯的刃位错，而是它们