32点缺陷.ppt

1、3.2点缺陷，本节介绍以下内容：1 .点缺陷的符号表示：Kroger-Vink符号2。缺陷反应方程式1的书写。点缺陷的符号表示为： Roger-Vink符号，以MX化合物为例：1 .空位用V表示，符号中的右下标表示缺陷的位置，VM表示M原子的位置是空的。2.间隙原子，也称为间隙原子，用米和Xi表示，这意味着M和X原子位于晶格间隙位置。3.位错原子用MX、XM等表示。MX意味着M原子占据了X原子的位置。XM表示x原子占据m原子的位置。自由电子和电子空穴分别用E和H表示。右上角的撇号 代表单位负电荷，圆点 代表单位正电荷。5.带电缺陷在氯化钠晶体中，取出一个钠离子会在原来的位置留下一个电子e，写为

2、VNa，代表钠离子的空位，带有负电荷。同样，氯离子空位被记录为VCl，带一个单位的正电荷。也就是说，VNa=VNae，VCl=VClh。其他带电荷的缺陷：1)当1)氯化钙加入到氯化钠晶体中时，如果Ca2位于钠的位置，则其缺陷符号为CaNa，这意味着Ca2以单位正电荷占据钠的位置。2)CaZr，意味着Ca2离子占据了Zr4离子的位置，这个缺陷有两个负电荷。其他缺陷虚拟机、Mi、等。可以加上对应于原始阵列点位置的有效电荷来表示相应的带电缺陷。6。当关联中心的电性质相反的缺陷的距离接近一定程度时，它们将在库伦力的作用下组合成一个或一组，并产生一个关联中心，VM和VX将被关联，这就是VMVX。对于杂质

3、缺陷，缺陷反应方程的通式如下：1 .与一般化学反应类似，在编写缺陷反应方程式时，应遵循以下基本原则：(1)位置关系(2)质量平衡(3)电中性(1)位置关系：在化合物MaXb中，无论是否存在缺陷，例如，在氯化钠结构中，正负离子格点之比为1/1，而在Al2O3中为2/3。注：当位置关系强调缺陷的形成时，基体晶体中正负离子格点的比例保持不变，而不是原子数的比例保持不变。在上述缺陷符号中，虚拟机、VX、内存、XX、MX、XM等。都位于正规格点上，这对格点的数目有影响，而米、E、H等。不位于正常格点上，这不会影响格点的数量。当缺陷形成时，基体晶体中的原子数量将发生变化，当杂质进入基体晶体时，体系中的原子

4、数量将增加，晶体尺寸将增大；当基质中的原子逃逸到周围的介质中时，晶体尺寸减小。(2)质量平衡：像化学反应方程一样，缺陷反应方程两边的质量应该相等。应该注意的是，缺陷符号的右下标表示缺陷的位置，对质量平衡没有影响。(3)电中性：电中性要求缺陷反应方程式两边的有效电荷数必须相等。缺陷反应示例(1)杂质(成分)缺陷反应方程式当杂质进入基体晶体时，一般遵循杂质的正离子和负离子分别进入基体的正离子和负离子位置的原则，因此基体晶体的晶格畸变小，容易形成缺陷。当替换不相等时，会出现间隙粒子或空位。在实施例1中，基于正离子、负离子、正离子、负离子和KCl，编写了添加到YF3的氟化钠的缺陷反应方程式。在实施例2

5、中，写出了添加到KCl的氯化钙的缺陷反应方程式。基本规则是，当低价正离子占据高价正离子的位置时，该位置将带负电荷，并且为了保持电中性，将产生负离子空位。当高价正离子占据低价正离子的位置时，该位置带正电。为了保持电中性，将产生正离子空位或间隙负离子。实施例3当MgO形成肖特基缺陷时，表面上的Mg2和O2-离子迁移到表面上的新位置，在晶体： mgmg表面上留下空位，在新表面上留下零O(零)代表无缺陷状态，然后：(2)热缺陷的反应方程式，实施例4 AgBr形成Frenkel缺陷，其中小半径的银离子进入晶格间隙并在其晶格点上留下空位。方程是：当晶体中剩余的间隙比较小时，如氯化钠型结构，很容易形成肖特基

6、缺陷；当晶体中残留的空洞相对较大时，如萤石CaF2结构，就容易产生弗兰克尔缺陷。一般规则：3 .热缺陷浓度的计算。在一定温度下，热缺陷处于连续产生和消失的过程中。当单位时间内产生、复合和消失的数量相等时，系统达到平衡，热缺陷的数量保持不变。根据质量作用定律，热缺陷浓度可用化学平衡法计算。(1)MX2晶体中肖特基缺陷浓度的计算(CaF2晶体中形成肖特基缺陷的反应方程式为：动态平衡G=RTlnK，O=1，然后(2)弗伦克尔缺陷浓度的计算在AgBr晶体中形成弗伦克尔缺陷的反应方程式为：AgAg平衡常数k在公式中为AgAg1。G=RTlnK，那么公式中的G是形成1摩尔弗伦克尔缺陷的自由焓的变化。注意，

7、当在：中计算热缺陷的浓度时，在大多数情况下，由缺陷的形成引起的周围原子的振动状态的变化所引起的振动熵变化可以被忽略。当缺陷形成时，晶体的体积变化可以忽略，所以焓的变化可以近似用内能代替。因此，在实际计算热缺陷浓度时，在计算公式中一般用生成能代替自由焓的变化。4.热缺陷在外力作用下的运动，因为热缺陷的产生和复合总是处于动态平衡状态，即缺陷总是在运动变化，而缺陷的相互作用和运动是材料动态过程的物理基础。当没有外场时，缺陷的运动是完全无序的。在外场(可以是力场、电场、浓度场等)的作用下)，缺陷可以定向迁移，从而使各种传输过程(离子传导、质量转移等。)和高温动力学过程(扩散、烧结等)在材料中可以进行。5。晶体的热缺陷和离子电导率，其中： n-每单位体积的带电粒子数V-带电粒子的漂移(运动)速度-电场强度z-粒子的电价，那么j=nzeV是每单位时间通过单位截面的电荷量。=V/是带电粒子的迁移率。总电导率，纯晶体：只有本征缺陷(即热缺陷)能斯