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厦门大学材料科学基础二缺陷化学缺陷反应及其书写原则第1页/共13页缺陷反应及其书写原则位置关系生成物应保持原晶体化合物中不同质点的位置数目的比例不变。(例，MaXb中，M的位置数必须与X的位置数保持a:b的比例)质量平衡：反应方程式两边的质量应该相等。电中性有效电荷数必须相等，晶体必须保持电中性。

一般形式：第2页/共13页MgMg+OOVMg″+VO··+MgMg(表面)+OO(表面)0VMg″+VO··例子：第3页/共13页练习：写出往YF3中加入少量NaF的缺陷反应方程式Na取代Y，但不进入间隙位置：Na取代Y，且进入间隙位置：第4页/共13页4.8色心F色心VCl·+e’=(VCl·e’)色心名称符号形成方式α中心或F+VX·阴离子空位F色心(VX·e′)1个α中心缔合1个电子F′色心(VX·2e′)1个α中心缔合2个电子M色心(2VX·2e′)相邻的2个F色心缔合R色心(3VX·3e′)以等边三角形出现在（111）晶面上的3个最邻近的F色心缔合V1色心(VM′h·)1个阳离子空位缔合1个电子空穴V2色心(2VM′2h·)相邻的2个阳离子空位缔合2个电子空穴FA色心(KMVX·e′)F色心的1种，1个阴离子空位周围的6个正离子之一是1个置换式的1价杂质正离子，例如NaCl中的K+Na+Ci-

Na+Ci-Na+Cl-Cl-Na+

e-Na+Na+Ci-Na+Cl-Cl-Na+Ci-Na+Na+Ci-Na+Cl-第5页/共13页4.9热缺陷的平衡和浓度晶体与溶液的对比实际的晶体可以看作是一个溶液体系。晶格点阵就好比是体系中的溶剂，点缺陷是溶质。可以把各类缺陷看作是像原子、离子、分子一样的化学组元，它们参加的反应也可以看作是类化学反应。因此，可用类化学反应方程式来描述。本征半导体和杂质半导体电离生成电子与空穴的反应，都可以看作是弱电解质反应。第6页/共13页热缺陷浓度的计算方法缺陷看作化学组元热缺陷浓度化学反应化学平衡的质量作用定律统计热力学第7页/共13页弗仑克尔缺陷的生成AgAg+ViAgi·+VAg′

[VAg′]=nv/N，nv表示空位数；［Agi·］=ni/N，ni为填隙银离子数。N是Ag+亚晶格上正常的Ag+位置数或相等数目的间隙位置数。近似处理：[Vi]≈1，[AgAg]≈1对于弗仑克尔缺陷，［Ag·i］=［VAg′］第8页/共13页弗仑克尔缺陷的生成ΔGF为生成弗仑克尔缺陷1个填隙离子和1个空位所必需的吉布斯自由能之和第9页/共13页肖特基缺陷的生成晶格位置=内部空位+表面（晶界）位置平衡常数：因为：第10页/共13页对于原子晶体：ΔGS是肖特基缺陷生成自由能，表示1个正离子和1个负离子移动到表面并留下1对空位所需的能量之和，nv为空位对数，N是晶体中离子对数。第11页/共13页影响热缺陷浓度的因素温度的影响：热缺陷随温度升高呈指数增

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