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第七章 晶体中的缺陷与扩散 总 结,晶体缺陷的基本类型,热缺陷的统计理论,晶体中的扩散,离子晶体的点缺陷及导电性,1.点缺陷,弗仑克尔缺陷：当晶格中的原子脱离格点后，移到间隙位置形成填隙原子时，在原来的格点位置处产生一个空位，填隙原子和空位成对出现，这种缺陷称为弗仑克尔缺陷。,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。,晶体缺陷的基本类型,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。,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。,当晶格周期性的破坏是发生在晶体内部一条线的周围近邻，这种缺陷称为线缺陷。位错就是线缺陷。,肖特基缺陷：当晶体中的原子脱离格点位置后不在晶体内部形成填隙原子，而是占据晶体表面的一个正常位置，并在原来的格点位置产生一个空位，这种缺陷称为肖特基缺陷。,2.线缺陷,位错,刃型位错：刃型位错的位错线与滑移方向垂直。,螺旋位错：螺旋位错的位错线与滑移方向平行。,当晶格周期性的破坏是发生在晶体内部一个面的近邻，这种缺陷称为面缺陷，如晶粒间界、堆垛间界。,3.面缺陷,u2为形成一个填隙原子所需的能量。,热缺陷的统计理论,1.空位和填隙原子的数目,u1为每形成一个空位所需要的能量。,空位数目：,设晶体的原子数为N,填隙原子数目：,2. 热缺陷的运动、产生和复合,当空位的运动为主要时，原子脱离格点形成填隙原子的几率,式中0和E的值，要看哪一种缺陷的运动为主而定。,晶体中的扩散,1.扩散的宏观规律,菲克第一定律,菲克第二定律,2.扩散的微观机构,晶体粒子的扩散有三种方式,粒子以填隙原子的形式扩散；,粒子借助于空位扩散；,以上两种方式并存。,(1)空位机构,(2)填隙原子机构,a是晶格中原子间距，01是原子的振动频率，u1代表每形成一个空位所需的能量，u1+E1代表激活能。,a是晶格中原子间距，02是填隙原子的振动频率，u2代表每形成一个填隙原子所需的能量，u2+E2代表激活能。,因为N远大于n2，所以杂质原子的扩散系数比晶体填隙原子的自扩散系数要大得多。,(3)杂质原子扩散,设,离子晶体的点缺陷及导电性,1.离子晶体的点缺陷,正填隙离子、负填隙离子、正空格点、负空格点。,2.离子晶体的导电性,
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