离子晶体中的点缺陷
5
V心的物理机制及实质
电子“空穴”
正离子空位
进入晶体的卤素原子 (一价负离子形态)
V心(一个正离子空位加一 个被束缚的电子“空位”)
同时,由于晶体中卤素 的成分过多而破坏原来成分 的比例,将会出现正离子空 位。正离子空位是一个负电 中心,将吸引并俘获这种电 子“空穴”。
kBT
(1) 离子电导率σ密切依赖于温度,除明显的指数关系外,其 中n0也与温度有类似指数变化的关系。
(2) 离子导电性有两种类型:本征导电性和杂质导电性。
第一、对于不含杂质的离子晶体,其导电性由固有的热缺陷 决定,称本征导电性;
第二、对于含杂质的离子晶体,其导电性由杂质决定,称杂 质导电性。
一般高温区以本征导电为主,而低温区以杂质导电为主。
1 Eqd和 1 Eqd
2
2
则间隙原子向右和向左的跳跃率有不同的值,
( 1 Eqd ) 2
左 0e kBT
( 1 Eqd ) 2
右 0e kBT
可理解为每秒向左
可理解为每秒向右
跳跃的步数;
跳跃的步数;
9
离子电导率
这样,原来无规的跳跃发生了沿电场方向的偏向,每秒净 余向右跳跃的步数为:
这种一个负电中心束缚 一个电子“空穴”所组成的 体系,称为V心。
V心的存在使晶体出现的 吸收带常称为V带,其频率 比F带高,一般出现在紫外区 域。
6
(二)、离子导电性
在理想的离子晶体中,没有自由电子,离子又难 以在晶体内移动,所以是典型的绝缘体。但实际离子 晶体中,存在着缺陷和杂质,则离子可以借助于缺陷 的运动而使晶体具有一定的导电性。
Eqd
1, 则 有e 2kBT
1
Eqd
;
2kBT
2kBT
漂 移 运 动 速 度 可 化 简 为:
vd
0de kBT
Eqd kBT
q kBT
(d 2 0e kBT
)E
E;
其中 q kBT
(d
2
0e
kBT
)
,
称为离子迁移率,
11
与前面所学相比,还可得出下列结论:
离子电导率
(1)迁移率与间隙原子或离子扩散系数:
§12-5离子晶体中的点缺陷及 离子性导电
这节内容包括两方面: (一)、色心; (二)、离子导电性。
1
(一)、色心
离子晶体中的点缺陷可以引起可见光的吸收,
使原来透明的晶体出现颜色,这类能吸收可见光的点缺 陷通过常称为色心。
最简单的色心是F心(名称来自于德语“Farbe”
一词,意思是颜色),它是将卤化碱晶体在碱金属蒸
同时,由于晶体中碱金 属的成分过多而破坏原来成 分的比例,将会出现负离子 空位。
3
F心的物理机制及实质
负离子空位是一个带 正电的缺陷,将吸引多余 的电子,以保持电中性, 即多余的那个电子将会被 负离子空位俘获,而束缚 在其周围,形成F心。
电子
负离子空位
进入晶体的碱金属原子 (以一价正离子形态)
F心(一个负离子空位和一个 被束缚的电子体系)
13
例如:离子晶体中的点缺陷,其特点是带有一定 的电荷:
(ⅰ)在无外场条件下,这些缺陷作无规则布朗运动;
(ⅱ)有外场存在时,外电场对其所带电荷的作用, 使布朗运动产生一定的“偏向”,从而引起宏观电 流,离子成为载流子,这种现象称为离子导电性。
7
离子电导率
描述离子导电性的物理量是离子电导率,下面从一个正的
F心的实质就是一
个负离子空位和一个被它 束缚的电子所组成的体系。
4
V心的物理机制及实质
电子“空穴”
进入晶体的卤素原子 (一价负离子形态)
正离子空位
另一种简单的色心是V心, 它是将卤化碱晶体在卤族元素蒸 气中进行热处理而形成的。
将卤化碱晶体中卤族元素蒸 气中进行热处理后,卤素原子进 入晶体中,以一价负离子形式占 据正常格点位置,形成负离子时 所缺少的电子是从近邻的离子上 获取的,从而在近邻离子上将会 出现电子“空穴”。
右 左
则间隙原子向右运动的速度,即每秒平均沿电场移动的 距离为:
Eqd
Eqd
vd d 0de [e kBT 2kBT e 2kBT ]
常称这种由于外场影响,在原来无规运动之上所引起的平 均运动为“漂移”,则vd即为这种漂移运动的速度。
10
离子电导率
一般情况下,Eqd<<kBT,
即 Eqd
q kBT
(d 2
e kBT
0
)
qD kBT
(2)电流密度与漂移速度:
j
n0qvd
noq E
noq
q kBT
0d 2e kBT
E
这里,n0为单位体积内间隙离子数目
(3)离子电导率:
j E
j E
no q 2 kBT
0d 2e kBT
12
离子电导率小结
离子电导率:
no q 2 kBT
0d
2e
间隙离子在外电场作用下的运动来具体考虑离子电导率问题。
1 Eed
2
1 Eed
2
d
(a)设间隙原子沿虚线运动;
()无外场,势场对称,间隙 原子向两侧跳跃几率相同;
(c)有外场,势场不对称,间 隙原子向两侧跳跃几率不同
8
离子电导率
外场使两侧势垒高度发生不同的变化,左右两边的 势垒高度分别变为:
气中加热,然后冷却至室温,晶体便会出现颜色。例
如:
Na
NaCl
黄色
KCl
K
紫色
FLi
Li 粉红色
这些晶体的吸收谱 在可见光区出现的 吸收带,通常称F带。
2
F心的物理机制及实质
电子
负离子空位
进入晶体的碱金属原子 (以一价正离子形态)
卤化碱在碱金属中加热 又冷却过程中,金属原子进 入晶体中,以一价正离子形 式占据正常格点位置,并多 余一个电子。
晶格的缺陷
晶格的缺陷晶格的缺陷是指晶体结构中存在的各种不完美或异常的位置或排列。
这些缺陷对晶体的物理、化学性质以及材料的性能都会产生重要影响。
本文将从点缺陷、线缺陷和面缺陷三个方面,介绍晶格缺陷的种类、产生原因以及对材料性能的影响。
一、点缺陷1. 点缺陷是指晶体中原子或离子的位置发生变化或缺失。
常见的点缺陷有原子间隙、空位、间隙原子、杂质原子等。
2. 原子间隙是指晶体中存在的原子无法占据的空间,通常是由于晶格结构的不完美而形成。
原子间隙的存在会导致晶体的密度降低,同时对电子和热的传导产生影响。
3. 空位是指晶体中原子位置上缺失了一个原子。
空位会导致晶格的局部变形,降低晶体的机械强度和热稳定性。
4. 间隙原子是指晶体中存在的非晶体或空气中的原子进入了晶体中的间隙位置。
间隙原子的存在会改变晶体的电子结构和热导率。
5. 杂质原子是指晶体中存在的与晶格原子不同种类的原子。
杂质原子的加入会改变晶体的导电性、磁性以及光学性质。
二、线缺陷1. 线缺陷是指晶体结构中存在的一维缺陷,通常是晶体中原子排列发生错位或缺失。
2. 赝位错是指晶体中两个晶格面之间的原子排列发生错位,即晶体中的原子位置发生了偏移。
赝位错会导致晶体的机械强度下降,同时也会引起晶体的局部形变。
3. 堆垛错是指晶体中两个晶格面之间的原子排列发生缺失或添加。
堆垛错会导致晶体局部的结构畸变,进而影响晶体的热稳定性和电子传导性能。
4. 螺错是指晶体中原子排列沿晶体的某一方向发生了扭曲,形成了一种螺旋形的缺陷。
螺错会导致晶体的机械强度下降,同时也会引起晶体的局部形变。
三、面缺陷1. 面缺陷是指晶体结构中存在的二维缺陷,通常是晶格面的错位、缺失或添加。
2. 晶界是指晶体中两个晶粒之间的界面。
晶界是晶体中最常见的面缺陷,其形成原因包括晶体生长过程中的结晶不完全以及晶体在变形过程中的再结晶。
晶界会对晶体的力学性能、电学性能以及化学反应产生显著影响。
3. 双晶是指晶体中存在两个晶界的结构。
晶体缺陷和材料性能
晶体缺陷和材料性能晶体缺陷是一种常见的材料学现象,它能够影响材料的力学、电学、热学等性能。
在材料科学中,深入了解晶体缺陷对材料性能的影响是非常重要的。
本文将介绍晶体缺陷的种类和其影响力学、电学、热学性能的机制。
一、晶体缺陷的种类晶体缺陷通常可以分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三种:1.点缺陷:最简单的点缺陷是晶格中离子交换,如阴离子被阳离子占据。
空穴和插入的离子也属于点缺陷。
空穴是空出一个或多个原子位置的缺陷,它们造成晶体中电子和磁性的变化。
插入的离子是不同元素的原子,它们插入到晶体中取代其它原子位置。
2.线缺陷:线缺陷是晶格中的一条线,它与晶体中其它原子排列方式不同。
位错是最常见的线缺陷。
每个位错都是从一个或多个失配的原子重叠开始,其结果会改变晶体的物理特性。
3.面缺陷:面缺陷是晶体表面的缺陷,如晶界和小角度晶界。
晶界是两个或多个晶体的边界,它们对材料的物理和化学性质有很大影响。
小角度晶界也是晶界,它是两个晶体在晶界处缓慢旋转而形成的。
由于晶界存在,会导致晶体的力学和电学性质发生改变。
二、晶体缺陷对材料性能的影响晶体缺陷能够影响材料的力学、电学、热学等性能。
下面将介绍晶体缺陷对各种性能的影响机制:1.力学性能:晶体缺陷会影响材料的塑性、强度和韧性等机械性能。
在弹性形变的情况下,位错和其他线缺陷产生的内应力可以改变晶体的力学性质。
当材料受到应力时,点缺陷会导致晶体内部出现位移和形变。
靠近晶体表面的缺陷,比如晶界和表面缺陷,可以作为裂纹的萌芽点,从而引起材料的断裂。
2.电学性能:电学性能是指材料的导电性、电阻率等性质。
晶体缺陷可以对材料的电学性能产生显著影响。
二硫化钼(MoS2)是一种典型的半导体,在晶体中的点缺陷和线缺陷会导致其导电性变得更好或更差。
此外,晶体缺陷还可以影响材料的光谱特性、介电常数和色散等方面的性质。
3.热学性能:晶体缺陷还可以影响材料的热学性能,如热容量、导热性等。
点缺陷和线缺陷可以改变晶体的热传导和物理吸收特性。
固体物理学§12 晶体中的缺陷与扩散
固体物理
固体物理学
晶粒间界
固体从蒸汽、溶液或熔体中结晶出来时,只有在一定条 件下,例如有籽晶存在时,才能形成单晶,而大多数固体属 于多晶体。多晶是由许多小晶粒组成。这些小晶粒本身可以 近似看作单晶,且在多晶体内做杂乱排列。多晶体中晶粒与 晶粒的交界区域称为晶粒间界.
14
固体物理
固体物理学
• 晶界结构和性质与相邻晶粒的取向差有关,当取向差小 于10˚时,晶界称为小角晶界;当取向大于10˚时晶界称为 大角度晶界。实际的多晶材料一般都是大角度晶界,但 晶粒内部的亚晶界则是小角晶界。最简单的小角晶界是 对称倾斜晶界。
n D2n t
—— Fick第二定律
• 方程的解与初始条件和边界条件有关。
固体物理
固体物理学
1)恒定源扩散
N
初始条件:
0
n
x,
0
{
n0
N
0
x 0 x
x>
• 约束条件: n x,t dx N 0
nx,t
N
x2
Dt
exp
4Dt
固体物理
固体物理学
2)保持表面浓度不变
固体物理
固体物理学
第十二章 晶体中的缺陷与扩散
晶体缺陷(晶格的不完整性):晶体中任何对完整周 期性结构的偏离就是晶体的缺陷。
按缺陷的几何形状和涉及范围将缺陷分为:点缺陷、 线缺陷和面缺陷。
1.点缺陷
点缺陷是在格点附近一个或几个晶格常量范围内的一 种晶格缺陷, 如空位、填隙原子、杂质等。
1
固体物理
固体物理学
F E
b
8
固体物理
固体物理学
9
固体物理
固体物理学
点缺陷
点缺陷也称为零维缺陷,其特征是在三 维空间的各个方向上尺寸都很小,尺寸范 围约为一个或几个原子尺寸,包括空位, 间隙原子,杂质或溶质原子。
点缺陷的形成
在晶体中,位于阵点结点上的原子并非是静止的,而 是以其平衡位置为中心作热振动。当某一原子具有足够大 的振动能而使振幅增大到一定限度时,就可以克服周围原 子对它的制约作用,跳离原来的位置,使其形成空结点, 称为空位。在一定条件下,晶体表面上的原子也可以跑到 晶体的间
金属材料工程 刘登斌 10060114
任何东西都不可能完美,或多或少都有缺陷比 如我们的学习,我们之所以在这个学校上学,是 因为我们的一门课有明显的“缺陷”。如果这 “缺陷”不明显,或许我们就到“坡上”了,当 然“坡上”的也有缺陷。我们还有很多的缺陷, 更何况那些材料呢? 所以今天我给大家介绍材料中晶体缺陷——点 缺陷。
离开平衡外置的原子有三个去处:一迁移到 晶体表面或内表面的正常结点位置是,而使晶体 内部留下空位,称为肖特基缺陷;二挤入点阵的 间隙位置,而在晶体上同时形成数目相等的空位 和间隙原子,则称为弗仑克尔缺陷;三是跑到其 他空位,使空位消失或空位移动。
晶体中的缺陷还可以通过高温淬火、冷变形 加工和高能粒子的辐射效应等形成。这时候往往 晶体中点缺陷数量超过其平衡浓度,通常称为饱 和的点缺陷。
最后送大家一句话:“昨天我们为我们 的‘缺陷’付出了很多;今天我们要用 ‘四把火’改变我们的‘缺陷’;明天我 们要骄傲的说‘我们不比曾经的他们差’。
最后的最后大家对我这几分钟的介绍 有什么意见或建议,请在新浪微博@简单冰 雨留言或发送电子邮件到 721880069@。
点缺陷的平衡浓度公式的推导不再详细介 绍。 平衡浓度公式:C’=n’/N’=A’exp(-E’v/kT). 平衡浓度公式说明: N’为晶体中间隙位置 总数, n’为间隙原子数,E’v为一个间隙原 子所需的能力。A’为平衡浓度常数。
7.4离子晶体的点缺陷及导电性
i 1
假定各热缺陷的运动是独立的,我们先考虑一个A+填隙离
子在外电场作用下的运动情况。
当没有外力存在时,填隙离子沿图(a)中虚线运动,它 在各个位置上的势能是对称的,填隙离子越过势垒向左或向右 运动的概率是一样的。P 02eE2 / kBT 即运动是布朗运动。
当沿x方向加电场ε时,一个正的填隙离子将在原来的离子
P净 P右 P左
[ ] e e ( E2qa/ 2)/ kBT 02
( E2 q a / 2 )/ kBT
于是向右漂移的速度为
[ ] v a e e (E2q a/2)/kBT (E2q a/2)/kBT
dHale Waihona Puke 02一般情况下,电场不很强, q a 2kBT
上式可化为
vd
q a2 02
kBT
第四节 离子晶体的点缺陷及导电性
本节主要内容: 7.4.1 离子晶体的点缺陷 7.4.2 离子晶体的导电性
§7.4 离子晶体的点缺陷及导电性
7.4.1 离子晶体的点缺陷
负填隙离子
本节我们讨论热缺陷在 外力作用下的运动。对于离 子晶体而言,离子导电性就 是由于热缺陷在外电场作用 下的运动引起的。
在此,我们只讨论典型的 A+B-离子晶体,如图所示。
T外,还应注意填隙离子数n也随温度有类似的指数变化关系。
+ -+
- +-
+
- -+
+-
+ -+
对弗仑克尔缺陷则含有 相同数目的正、负离子空位 和正、负填隙离子。
正填隙离子
负空格点
离子晶体中的缺陷
7.4.2 离子晶体的导电性
(a)填隙离子沿虚线运动; (b)无外场; (c)有外电场ε。 在没有外电场时,这些缺陷
晶体缺陷类型
晶体缺陷类型晶体缺陷是指晶体中存在的原子或离子排列不规则或异常的现象。
晶体缺陷可以分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三种类型。
一、点缺陷点缺陷是晶体中原子或离子位置的局部不规则,主要包括空位、间隙原子和杂质原子。
1. 空位空位是指晶体中原子或离子在其晶体格点上的位置空缺。
晶体中的空位可以通过热处理、辐射或化学反应形成。
空位的存在会降低晶体的密度和电子迁移率,影响材料的性能。
2. 间隙原子间隙原子是指晶体中原子或离子占据晶体格点之间的空隙位置。
间隙原子的存在会导致晶体的畸变和疏松,影响材料的机械性能和导电性能。
3. 杂质原子杂质原子是指晶体中非本原子或离子替代晶体中的原子或离子。
杂质原子的存在会改变晶体的导电性、光学性质和热稳定性。
常见的杂质原子有掺杂剂、杂质原子和缺陷聚集体。
二、线缺陷线缺陷是晶体中原子或离子排列沿着一条线或曲线出现的不规则现象,主要包括位错和螺旋线缺陷。
1. 位错位错是晶体中原子或离子排列的一种不规则现象,可以看作是晶体中某一面上原子排列与理想晶体的对应面上的原子排列不匹配。
位错的存在会导致晶体的畸变和塑性变形,影响材料的力学性能。
2. 螺旋线缺陷螺旋线缺陷是晶体中原子或离子排列呈螺旋状的一种不规则现象。
螺旋线缺陷的存在会导致晶体的扭曲和磁性变化,影响材料的磁学性能。
三、面缺陷面缺陷是晶体中原子或离子排列在一定平面上不规则的现象,主要包括晶界和堆垛层错。
1. 晶界晶界是晶体中两个晶粒之间的交界面,是晶体中最常见的面缺陷。
晶界的存在会影响晶体的力学性能、导电性能和晶体的稳定性。
2. 堆垛层错堆垛层错是晶体中原子或离子排列在某一平面上的堆垛出现错误的现象。
堆垛层错的存在会导致晶体的畸变和位错密度增加,影响材料的机械性能和热稳定性。
总结:晶体缺陷是晶体中存在的原子或离子排列不规则或异常的现象。
根据缺陷的不同类型,晶体缺陷可以分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。
点缺陷主要包括空位、间隙原子和杂质原子,线缺陷主要包括位错和螺旋线缺陷,面缺陷主要包括晶界和堆垛层错。
晶体结构缺陷
4)溶质原子:LM表达L溶质处于M位置,SX表达S溶质处 于X位置。 例:Ca取代了MgO晶格中旳Mg写作CaMg, Ca若填隙在MgO晶格中写作Cai。
5)自由电子及电子空穴:自由电子用符号e′表达。电子空 穴用符号h·表达。它们都不属于某一种特定旳原子全部, 也不固定在某个特定旳原子位置。
VO••
3OO
1 2
O2
例2:CaCl2溶解在KCl中:
产生K空位 ,合 理
CaCl2 KCl CaK• VK' 2ClCl
CaCl2 KCl CaK• Cli' ClCl
Cl-进入填隙位, 不合理
CaCl2 KCl Cai•• 2VK' 2ClCl
Ca进入填 隙位,不合
理
例3:MgO溶解到Al2O3晶格内形成有限置换型固溶体:
荷。为了保持电中性,会产生阴离子空位或间隙阳离子; 2、高价阳离子占据低价阳离子位置时,该位置带有正电
荷,为了保持电中性,会产生阳离子空位或间隙阴离子。
举例:
例1:TiO2在还原气氛下失去部分氧,生成TiO2-x旳反应能 够写为:
2TiO2
2TiT' i
VO••
3OO
1 2
O2
2Ti
4OO
2TiT' i
克罗格-明克符号系统
1、 缺陷符号旳表达措施 (以MX离子晶体为例) 1)空位:VM和VX分别表达M原子空位和X原子空位,V表达缺陷种类,
下标M、X表达原子空位所在位置。
VM〞=VM +2eˊ VX‥ = VX +2 h·
2)填隙原子:Mi和Xi分别表达M及X原子 处于晶格间隙位置 3)错放位置:MX表达M原子被错放在X位置上, 这种缺陷较少。
晶体结构中的点缺陷及其对材料性能的影响
晶体结构中的点缺陷及其对材料性能的影响晶体是由原子或离子有序排列形成的固体材料。
在晶体结构中,点缺陷是一种常见的现象,它们对材料的物理和化学性质产生重要影响。
本文将探讨晶体结构中的点缺陷类型、形成原因以及对材料性能的影响。
晶体结构中的点缺陷可以分为两类:点陷和点间隙。
点陷是指晶体中存在于正常原子位置的替代物质或空位,而点间隙是指晶体中存在于正常间隙位置的其他原子或离子。
这些点缺陷的形成原因多种多样,可以是热运动、化学反应、辐射等外部因素的影响,也可以是由于材料的缺陷或不均匀性引起的。
例如,晶体中的离位原子可以通过热扰动从正常位置移动到别的位置,形成点陷;而晶体中的离位原子可以通过化学反应与其他原子或离子结合,形成点间隙。
点缺陷对材料性能的影响是多方面的。
首先,点缺陷可以改变材料的电子和磁性质。
以半导体材料为例,点陷在晶格中引入杂质原子,改变了材料的导电特性。
某些点缺陷也可以改变晶体的磁性质,使材料成为磁性材料。
其次,点缺陷可以影响晶体的力学性能。
晶体中的点缺陷可以导致材料的塑性变形,使其更易于发生变形或破裂。
点缺陷还可以改变材料的硬度、弹性模量等力学性质。
此外,点缺陷还可以影响材料的热性能。
晶体中的点缺陷可以影响材料的热导率和热膨胀系数,从而改变材料的热稳定性和导热性能。
点缺陷的类型和浓度对材料性能的影响是复杂的。
在某些情况下,点缺陷的存在可以改善材料的性能。
例如,通过控制点陷的添加量和类型,可以提高材料的导电性能。
在半导体材料中,适量的杂质原子可以形成能带结构,增加载流子浓度,从而提高材料的导电性能。
此外,点缺陷也可以增加材料的缺陷耐力,改善材料的抗拉强度和韧性。
然而,过量的点缺陷或不适当的类型可能导致材料性能的恶化。
过多的点陷会导致材料的电导率降低,抗拉强度和硬度下降。
过多的点间隙会导致材料内部空隙增多,从而降低材料的密度和强度。
综上所述,晶体结构中的点缺陷是一种常见的现象,对材料的物理和化学性质产生重要影响。
3-点缺陷
晶体缺陷: 点缺陷、线缺陷和面缺陷
点缺陷:
点缺陷引起的畸变局限在几个原子壳范围内。它可以是固有 的,如像空位和自间隙原子;也可以是外来的,如像杂质原子。
自间隙原子位在规则点阵位置之间的间隙内,通常倾向于形成 哑铃或挤列子的形态。杂质原子可以是置换规则点阵上的原子, 或处在点阵的四面体或八面体间隙中(小的杂质原子)。
k
ln m
k
ln
(N ni )!(N nv )! N!ni! N!nv!
2k
ln
(NN! nnii!)!
(N nv )! N!nv!
显然,空位浓度和间隙离子浓度相等,为
xv
xi
n N
Δs exp(
f
2k
)exp( Δhf ) 2kT
exp( Δhf ) 2kT
式中sf和hf分别是形成弗兰克缺陷对的形成熵和形成焓。弗兰克 缺陷的形成能一般在16eV范围,若形成能为1eV,在1001800C之 间缺陷浓度范围在210-7810-2之间;若形成能为6eV,在1001800C
在离子晶体中把离子从正常位置移入附近的间隙位置,这样就 形成弗兰克缺陷对。
在AgCl晶体产生这样的弗兰克 缺陷对的反应写成:
Ag
X Ag
Agi VA' g
注意,在写缺陷反应式时 必须遵守 ①正负离子位置数的正确 比例,位置可能产生或消 失,但位置的相对比例不 能变。 ②质量平衡。
③电的中性,即整个方程(包括左右端)的电量为0。
自间隙原子引起的畸变最大,处于间隙位置的杂质原子次之, 置换式的杂质原子最小。
对于金属,空位是固有的点缺陷,它可以存在一定的平衡浓度。
Pt表面的STM像
形成空位(a)和(b)和自间隙原子(c)和(d)的示意图
缺陷的分类:根据维度分类点缺陷:离子晶体中的点缺陷
缺陷的分类:根据维度分类
0维:点缺陷
1维:线缺陷
2维:面缺陷
3维:体缺陷
点缺陷:
-晶格规则排列的局部的中断
-在晶格格点上或之间。
1、取代杂质
-占据正常格位
-掺杂剂,如半导体Si中掺杂的P,金刚石中的杂质B
-合金元素,如铝(Al)中的镁(Mg),或者金(Au)中的镍(Ni)-杂质,NaCl中的Li+
2、填隙杂质
-占据格点之间的位置
-合金元素,如铁中的C元素,LaNi5中的H元素
-杂质,如铁中的H元素
3、空位
-未占据的晶格格点
-结晶过程形成
-在极端条件下应用过程中形成
离子晶体中的点缺陷
-特别强调,要求维持电荷中性
1、肖特基点缺陷
-由等量(非必须相等)的阳离子空位和阴离子空位构成
2、弗伦克尔点缺陷
-由一个离子空位和离子填隙构成
3、F心
-由一个离子空位和一个被束缚的电子形成。
