Дефекты вакансии

Суш ественным источником неоднозначности и неопределенности кинетики и механизма реакций с участием твердых тел, даже в случае монокристаллов, является фактор неоднородности, т. е. различие свойств атомов и ионов, расположенных на вершинах, ребрах и гранях кристал-пов различия свойств атомов и ионов граней с разными индексами различия, обусловленные дефектами — вакансиями, междоузельными атомами и ионами, дислокациями, ионами с аномальной валентностью, примесными центрами, растворенными в кристаллах или адсорбированными на их поверхности [14]. [c.12]

Известно, что значение Л 1 в случайно упакованной структуре шаров произвольно изменяется от 4 до 12 и в среднем равно 8 0,5[6]. Причем нижний и верхний пределы N1 соответствуют минимальной и максимальной плотностям регулярных структур О = 0,34 и 0,74 соответственно. В работе [7] описан метод визуализации агрегатов частиц, входящих в первую координационную сферу (рис. 5), что позволило различать те или иные характерные особенности структуры упаковок. В этой связи особенно показательны агрегаты с координационным числом > 8. У них отчетливо видна структура плотнейшей упаковки с разным числом точечных дефектов — вакансий, ие занятых шарами. Агрегаты удобно было рассматривать, ориентируя их наиболее заселенный гексагональный слой, содержащий до 7 частиц, в горизонтальное положение. Тогда сверху п снизу в лунках между шарами укладывалось максимум но 3 шара. Когда верхние и нижние [c.20]

Ограничимся одним классическим примером. Хорошо известно, что монокристалл в буквальном смысле этого понятия — фикция это нечто бесконечное в трех направлениях и лишенное дефектов. Реальный кристалл, помимо того что его размеры всегда ограничены, обязательно содержит дефекты (вакансии, или дырки, атомы или ионы в междоузлиях и т. п.), порожденные тепловым движением. В свою очередь, эти дефекты подвижны — уже в обычном смысле слова, — и тепловое движение в реальных кристаллах с равным успехом можно описывать в терминах движения атомов (молекул, ионов) или же дефектов [18, гл. I]. При любой отличной от абсолютного нуля температуре дефектный кристалл равновесен это доказывается тем, что для исправления его решетки, т. е. ликвидации дырок, к нему необходимо приложить огромное внешнее давление. [c.25]

Рассмотрим сначала наиболее простой вид дефектов — вакансии. Этот тип дефектов решетки характерен для кристаллов, построенных из частиц примерно одинаковых размеров. Число размещений Ый вакансий по N нормальным узлам решетки N [c.272]

Строго говоря, в решетке любого немолекулярного кристалла все виды точечных дефектов (вакансии, внедренные атомы,. .. дефекты) присутствуют одновременно, но доминируют те из них, образование которых сопряжено с наименьшей затратой. ... [c.324]

Изучение пористости пленок ЗЮ на кремнии. Пленки ЗЮ , используемые в технологии полупроводниковых приборов, не должны содержать сквозных пор. Неудовлетворительная сплошность пленок часто является причиной технологического брака. Макродефекты структуры пленки обычно представляют собой поры, образую-ш,иеся при несовершенном росте окисла, границы кристаллов (если стеклообразная пленка склонна к рекристаллизации) микротрещины, формирующиеся из-за несоответствия коэффициентов термического расширения подложки и пленки. Последние два вида макродефектов встречаются на относительно толстых пленках и могут быть устранены изменением технологического режима. Причиной порообразования могут быть определенные виды загрязнений и структурных дефектов на исходной поверхности кремния. Часто поры могут образовываться за счет окклюзии (захвата) газов, а также при слиянии точечных дефектов (вакансий) в кластеры. Наличие пор в значительной мере осложняет использование оксидной пленки в качестве маскирующего покрытия (поскольку поры являются каналами диффузии) и для изоляции (вследствие возможных замыканий алюминиевой разводки на тело прибора). Как пассивирующее покрытие пленка также непригодна, потому что при этом не обеспечивается герметичность структуры. [c.122]

В результате воздействия а-, р и у-излучения высокой энергии в металлических кристаллах возникают дефекты-вакансии и атомы в междоузлии (пары Френкеля), искажения кристаллических решеток и др. Как правило, в результате облучения меняются физические и химические свойства металлов. Механические свойства конструкционных металлов, как правило, меняются так Ств — предел прочности увеличивается (30—60%), б — относительное удлинение падает ( 50%) и нарастает микротвердость (30—50%), т. е. металл упрочняется, но охрупчивается. Электрическое сопротивление металлов после облучения возрастает. Изменение химических свойств можно оценить сдвигом в положительную сторону электродных потенциалов после облучения [c.531]

Дефекты по Френкелю ( структуры смещения ) могут возникнуть при нагревании кристалла. В этом случае атом выходит из узла в междоузлие, благодаря чему сразу возникают два точечных дефекта вакансия и собственный атом внедр ия. На это тратится мно- [c.135]

Начало твердофазной реакции облегчается при наличии дефектов в кристаллической решетке исходной фазы. Как указывалось в гл. XV, поверхность реальных твердых тел неоднородна, содержит различные дефекты (вакансии, внедренные атомы, дислокации и др.). [c.508]

Вследствие нарущения равновесных условий роста и захвата примесей при кристаллизации, а также под влиянием разл. рода внеш. воздействий идеальная трехмерно-перио-дич. атомная структура К всегда имеет те или иные нарушения. К ним относят точечные дефекты - вакансии, замещения атомов осн. решетки атомами примесей, внедрение в решетку инородных атомов, дислокации и др. (см. Дефекты в кристаллах). Введение небольшого числа атомов примеси, замещающих атомы осн решетки, используют в технике для придания нужных физ св-в К., как, напр., в случае легирования. [c.540]

Константы скорости Р. в т. т. однозначно м. б. определены только применительно к идеальному кристаллу. В реальном кристаллич. в-ве со множеством дефектов (вакансии, дислокации, границы зерен в поликристаллах и т.д.) Р. в т.т. характеризуются многими константами скорости к,., к-рые определяются локальным окружением реагирующих частиц [c.211]

Выражения для, позволяют определить термоэлектрическую чувствительность материала при внедрении в него примесей. Они могут быть использованы и в случае, когда в металл одновременно вносится ряд примесей. Аналогичное выражение можно получить для дефектов (вакансий и дислокаций) и различных структурных несовершенств, которые влияют на удельное сопротивление исследуемого материала таким же образом, как и изменение химического состава. [c.642]

Изучение вклада в реальную структуру всевозможных дефектов сталкивается с трудностями, которые обусловлены многообразием источников дефектообразования. В связи с этим необходима их систематизация, в основу которой можно положить принцип, учитывающий степень воздействия этих дефектов на диссипацию энергии в монокристаллах. На основе этого принципа всю совокупность дефектов условно можно разделить на три группы. К первой группе относятся так называемые трехмерные дефекты — всевозможные включения макроскопических размеров. Ко второй группе относятся двумерные дефекты — блочные и малоугловые границы, линии скольжения и дислокации. И, наконец, к третьей группе можно отнести одномерные дефекты вакансии, примеси, кластеры. Так как почти все вышеуказанные дефекты в монокристаллах при высоких температурах подвижны, то учесть их вклад без знания динамики дефектов практически невозможно. Несомненно, более эффективное влияние на реальную структуру оказывают дефекты третьей группы, поскольку их плотность в монокристаллах может быть очень высокой. [c.77]

Существует четыре основные типа точечных дефектов — вакансии, примесные атомы замещения и внедрения, дислоцированные атомы, дефекты Френкеля. Вакансии (рис. 2Л,а) являются наиболее часто встречающимися точечными дефектами и представляют собой свободные узлы в кристаллической решетке. [c.24]

Разумовская и Зайцев [6.13] внесли уточнения в активационную модель трещины, применив метод машинного моделирования. Авторы отмечают, что результаты машинного моделирования трещин в кристаллической решетке приводят к выводу, что если на фронте трещины при разрыве связи возникнет перегиб, то он будет распространяться безактивационно и весь фронт трещины продвинется, увеличив длину трещины на К. Кроме того, из-за многочисленных дефектов, вакансий, микронеоднородностей и т. д. в полимере имеются многочисленные пути стока перегиба, и в результате разрыва одной связи только малый участок фронта трещины продвигается вперед. Это один из вариантов группового разрыва связей в хрупком состоянии. [c.153]

Шоттки дефект вакансия [c.410]

Ускорение ползучести в условиях действия адсорбционноактивных сред отмечалось неоднократно. В работе [261] рассматривается один из возможных механизмов влияния снижения свободной поверхностной энергии на некоторые механические характеристики твердых тел, в том числе и на скорость ползучести. Сущность механизма заключается в том, что свободная поверхность, наряду с межзеренной, рассматривается как основной источник точечных дефектов (вакансий) в объеме поликристалла. Мощность этого источника зависит от равновесной концентрации С - изломов на поверхностных ступенях атомарной высоты. Элементарный акт образования вакансии на поверхности заключается в переходе атома твердого тела на излом атомарной ступени. Следовательно, поток вакансий с поверхности кристалла в его объем должен возрастать при уменьшении поверхностной энергии о в соответствии с выражением 1п (—с1кТ). [c.90]

Очевидно, что границы зерен металла становятся возможными путями растрескивания, когда атомы углерода или азота (но не Feg ) образуют сегрегации по границам зерен. Чистое железо не подвержено КРН. В железе (>0,002 % С) [14] или прокатанной стали (0,06 % С), закаленных от 925 °С, концентрация атомов углерода вдоль границ зерен достаточна, чтобы вызвать склонность к КРН. Низкотемпературный отжиг (например, при 250 °С в течение 0,5 ч) приводит к равномерному выпадению карбида, что освобождает границы зерен от углерода и повышает устойчивость металла к КРН. При более длительном нагревании или при более высоких температурах, например 70 ч при 445 °С, происходит миграция дефектов (вакансий) к границам зерен дефекты увлекают с собой атомы углерода, в результате чего сталь снова приобретает склонность к КРН. С другой стороны, устойчивость к КРН может быть вызвана и холодной обработкой. При этом разрушаются непрерывные цепи сегрегаций и, что более важно, образуются дефекты, имеющие большое сродство к углероду и затрудняющие миграцию углерода по сегрегациям. [c.135]

Наиболее типична для трехмерноупорядоченного графита тригональная симметрия (Зт). Это определяется наличием в решетке дислокаций, искривлений границ между кристаллами, точечными дефектами, вакансиями, атомами углерода, находящимися между слоями. [c.24]

Другим классическим примером пространственных диссипативных структур является так называемая решетка вакансионных пор, экспериментально обнаруженная Дж. Эвансом в 1970 г. при исследовании микроструктуры молибдена, облученного ионами азота. Известно, что облучение металла некоторыми частицами (нейтронами, быстрыми ионами) приводит к образованию в кристаллической решетке точечных дефектов — вакансий и межузель-ных атомов. При повышении температуры эти вакансии, перемещаясь в кристалле, образуют сложные кластеры дефектов в виде [c.378]

Известны и низшие окислы элементов подгруппы титана. Так, моноокись титана TiO получается взаимодействием Ti02 + Ti 2Ti0. Установлено, что это соединение имеет структуру Na l, но является не-стехиометрическим м имеет очень большое число дефектов (вакансий), что объясняет низкую плотность TiO [5]. [c.106]

Например, в кристаллах щелочных галогенидов более дефектна обычно анионная подрешетка. Основной тип дефектов — вакансии, так как размеры катионов и анионов в этом случае близки. Галоген из решетки удаляется в виде нейтральных молекул, а остающиеся электроны захпатываются катионами, расположенными вблизи анионных вакансий. При этом в щелочных галоге-нидах возникают F-центры или центры окраски. С химической точки зрения F-центр является как бы атомом металла, внедренным в решетку галогенида вблизи анионной вакансии. Однако избыточный электрон принадлежит не одному определенному катиону, а всем катионам, окружающим анионную вакансию. Дефектность решетки и ее нестехиометричность связаны между собой, но не тождественны. Кристаллы Na l или КС1 содержат сравнительно большое количество вакансий в обоих подрешетках, но отклонения от стериохимии очень невелики. В оксиде титана TiO эти величины примерно одинаковы. [c.279]

Образование дефектов не всегда может приводить к нарушению стехиометрии. На рис. 12, д приведен пример так называемого ан-тиструктурного разупорядочения, при котором атомы А и В попадают в узлы чужой подрешетки. Это возможно в том случае, если компоненты соединения близки между собой по металлохимическим свойствам . Кристаллы с антиструктурными дефектами представляют собой твердые растворы взаимозамещения. Например, в бинарном соединении GeAs, компоненты которого являются соседями в периодической системе, возможно такое антиструктурное разупорядочение, при котором атомы Ge попадают в подрешетку As, и наоборот. Комбинации простых дефектов могут привести к взаимной компенсации их влияния, в результате чего нарушений стехиометрии может и не быть. Так, смещение атома из его равновесного положения в междоузлие (рис. 12, ё) приводит к появлению комбинированного дефекта вакансия — атом в междоузлии. Такая [c.58]

Образование дефектов не всегда может приводить к нарушению стехиометрии. На рис. 129, д приведен пример так называемого антиструктурного разупорядочения, при котором атомы А и В попадают в узлы "чужой" подрешетки. Это возможно в том случае, если компоненты соединения близки между собой по металлохимическим свойствам. Кристаллы с антиструктурными дефектами представляют собой твердые растворы взаимозамещения. Комбинации простых дефектов могут привести к взаимной компенсации, в результате чего нарушений стехиометрии может и не быть. Так, смещение атома из его равновесного положения в междоузлие (рис. 129, е) приводит к появлению комбинированного дефекта вакансия — атом в междоузлии. Такая комбинация называется дефектом Френкеля. Очевидно, что при этом изменение состава не наблюдается. В принципе такая же ситуация возможна и при возникновении равного количества вакансий в обеих подрешетках бинарного соединения. Однако в реальном случае одинаковые концентрации вакансий в обеих подрешетках невозможны, поскольку компоненты различаются по свойствам. В этом случае валовое отк юнение от стехиометрии определяется разностью концентраций вакансий в двух подрешетках и определяемая экспериментально область гомогенности будет меньше той, которая следует из действительной концентрации вакансий. [c.264]

Дефекты по Френкелю (структуры смещения) могут возникнуть при нагревании кристалла. В -5том случае атом выходит из узла в междоузлие, благодаря чему сразу возникают два точечных дефекта вакансия и собственный атом внедрения. На это тратится много энергии (2—4 эВ), так как у большинства кристаллов размеры межузловых иространств меньше размеров атомов. Обозначим вакансию квадратными скобками [ ], атом в узле [А], незанятое междоузлие круглыми скобками, атом в междоузлии (А). Тогда образование дефекта по Френкелю запишется так [А]+( ) =[ ]+(А). [c.167]

Локальные давления в кристаллической решетке возникают также в окрестности точечных дефектов — вакансий и примесных атомов. Связанная с вакансиями избыточная энергия решетки не превосходит 1 эВ на одну вакансию, т. е. почти на порядок меньше, чем для единичной Дислокации. Хотя суммарная энергия кристалла, связанная с вакансиями, может достигать существенной величины, эффект их влияния на растворение ничтожно мал. Действительно, подстановка этого значения энергии моновакансии в уравнения, аналогичные (111), дает совершенно ничтожную величину эффекта, а образование дивакансий, тривакан-сий и т. д. ничего не меняет, поскольку в отличие от плоских скоплений дислокаций энергия каждой кооперированной вакансии меньше, чем изолированной. Во всяком случае эффект не может превосходить величины, соответствующей равномерно распределенным в объеме дислокациям. [c.114]

Обычио окалина состоит из неск. слоев (фаз), к-рые образованы соед. различного хим. состава и кристаллич. строения. Эти слои последовательно располагаются от внутр. края окалины к внешнему по мере убывания в составе продукта элементов, поступающих из твердого тела. В каждом слое устанавливается граднент концентраций реагирующих в-в, поддерживающий их диффузию, а в тонких приграничных зонах между слоями осуществляются промежут. твердофазные р-ции, в результате к-рых изменяется кристаллич. решетка фаз. Наличие градиента концентраций означает отклонение состава каждой фазы от стехиометриче-ского А В и существование в кристаллич. решетке двух типов дефектов-вакансий, т.е. узлов, не занятых атомами (или ионами) элемента, содержащегося в недостатке, и меж-доузельных атомов (или ионов) элемента, содержащегося в избытке. Кристаллич. решетка фазы м. б. представлена ф-лами Ада 8В или А В . 5 (8-степень дефектности), к-рым соответствуют твердые р-ры вычитания или внедрения. Соответственно и диффузия происходит по двум механизмам путем обмена атомов с вакансиями и перемещения атомов по междоузлиям. В большинстве случаев Г. к. металлов элементы газовой среды образуют аниоииую подрешетку с дополнительно заполненными междоузлиями, металл — катионную подрешетку с большим числом вакансий. Типичный пример-образование в окалине железа твердого р-ра Ре ., (вюстита). [c.466]

Точечные дефекты вакансии-не занятые частицами узлы кристаллич. решетки междоузлия - примесные атомы в узлах решетки или между узлами, а также собственные атомы или ионы кристалла, сместившиеся из своих нормальных положеш1Й в узлах решетки. В простейшем бинарном кристалле АВ возможно образование двух видов вакансий Кд и V , двух видов междоузельш>1х атомов А, и В,- атомы Л и В в кристаллографич. позициях, свойствешсых друг другу, а также примесные атомы в той или иной кристаллографич. позиции (Хд, Х , X,). Обычно в структуре любого немолекулярного кристалла все виды точечных Д. присутствуют одновременно, но вследствие различий в энергии образования концентрация одних Д. больше других. В стехиометрич. кристаллах всегда доминируют по меньшей мере два вида точечных Д. пара вакансий V a и Vg, образующихся при переходе разнородных атомов или ионов из объема кристалла на его пов-сть (дефект Шоттки), или пара вакансия-междоузельный атом, образующаяся при переходе атома (иона) из узла решетки в междоузельное положение, т.е. А, и Кд или В, и Kj, (дефект Френкеля). [c.30]

При высоких скоростях роста кристаллы приобретают значит, число неравновесных дефектов (вакансий, дислокаций и др.). При превышении предела морфологич. устойчивости в объем кристаллов попадают трехмерные включения среды, замурованные между ветвями дендритов (окклюзия). Состав кристаллов из-за окклюзии приближается к составу среды тем больше, чем вьмне / . При своем росте кристаллы захватывают любую присутствующую в среде примесь, причем концентрация захваченной примеси зависит от скорости роста. [c.528]

С (Ня) до 3380 С ( У), плотность-от 0,531 г/см (У) до 22,5 г/см (Оз). Уд. электрич. сопротивление р при 25 °С имеет значения от 1,63 (Ая) до 140 (Мп) мкОм-см. Сопротивление движению электронов (рассеяние электронов) возникает вследствие нарушения кристаллич. решетки из-за теплового движения атомов, а также дефектов (вакансий, дислокаций, примесных атомов). Мерой его является длина своб. пробега электрона. При комнатной т-ре она равна 10 см у М. обычной чистоты и 10 см у высокочистых. Температурный коэф. р (в интервале 0-100 °С) меняется в пределах 1,0-10 (Ня)-9,0-10 К (Ве). При гелиевых т-рах (4,2 К) р практически не зависит от т-ры (ро5,). Его измерение используют для характеристики чистоты и совершенства кристаллов М. Чем больше отношение Р27з/Р4,2, тем чище М. В монокристаллах высокой чистоты оно достигает Нек-рые М. при низких т-рах ста- [c.53]

Р. X.-нестехиометрич. соединения. Область гомогенности HgSe 49,99 - 50,00 ат.% Hg при 280 °С (по др. данным наблюдается отклонение от стехиометрии в сторону большего содержания Hg). Область гомогенности HgTe 49,40-49.95 ат.% Hg при 400 С, 49,40-50,009 ат,% Hg при 353 °С. Для Р.х. преобладающие типы дефектов - вакансии Hg, халькогенов, атомы Hg в межузельном пространстве. [c.277]

ЭЛЕКТРОЛЙТЫ ТВЕРДЫЕ, в-ва, в к-рых электропроводность осуществляется движением ионов к.-л. одного знака -катионами или анионами. Ионы передвигаются по свободным позициям в структуре в-ва, разделенным невысокими потенц. барьерами (0,1-0,5 эВ). Кол-во позиций, к-рые могут занимать ионы проводимости, намного больше кол-ва самих ионов. Кроме того, эти позиции могуг различаться по степени заселенности ионами. Напр., в элементарной ячейке ot-Agl на 42 позиции приходятся 2 иона Ag, причем 12 тетраэдрич. позиций являются предпочтительными. Т. обр., подрешетка ионов проводимости разупорядочсна, в то время как остальные ионы Э. т. образуют жесткий каркас, и их перенос возможен по обычным механизмом образования точечных дефектов (вакансий и междоузельных ионов). [c.435]

Для ионных и ковалентных кристаллов характерны случаи, когда атомы примеси имеют другую валентность. Если замещающий атом имеет большую валентность (например, Са +, замещающий Na+ в Na l), то это вызывает точечный дефект (вакансию) в катионной части структуры, так как сумма положительных и отрицательных валентностей в кристаллах обычно соблюдается весьма точно. [c.259]

По данным химического анализа, руды поступают на хромниковые заводы с содержанием двухвалентного железа (FeO) от 2 до 12%. Высказывалось предположение, что руды с малым содержанием двухвалентного железа являются продуктами древнего выветривания, в результате которого двухвалентное железо окислилось. Окисление должно было сопровождаться образованием дефектов-вакансий в кристаллической решетке хромшппнелидов. [c.101]

Д, в к. подразделяют на точечные, линейные, плоскостные (двумерные) и объемные. Элементарные типы точечных дефектов — вакансии, примесные атомы замещения или внедрения, В ионных кристаллах вакансии должны быть скомпенсированы так, чтЬбы кристалл в целом был элект-ронейтрален, поэтому точечные Д. в к. возникают парами и разноименно заряжены. Пара вакансий (отсутствукуг катион и анион) наз. дефектом Шоттки, вакансия в сочетании с внесенным катионом или анионом — дефектом Френкеля. Осн, линейные Д, в к,— краевая дислокация (обрыв плоскости, в к-рой расположены атомы, ионы или центры масс молекул) и винтовая дислокация (частичный разрыв такой плоскости с замыканием образовавшихся краев на параллельно расположенные плоскости). Двумерные Д. в к, связаны, в частности, с мозаичной (блочной) структурой реального кристалла в пределах отд. блоков существует структура, близкая к идеальной блоки повернуты друг относительно друга на неск. градусов, К двумерным Д, в к, относят плоскости, отграничивающие блоки, дефекты наложения слоев в плотной упаковке и др,, а также пов-сть кристалла. Объемные Д. в к. реализуются в виде скоплений точечных дефектов, каналов, включений. [c.152]

Каталитические свойства AI2O3 существенно зависят от условий ее предварительной обработки, в частности от температуры прогрева в вакууме (10 мм). Максимальному количеству возникающих при этом анионных дефектов (вакансий ионов кислорода), в результате наличия которых окисел приобретает свойства -полупроводника [7], соответствует наивысшая каталитическая активность. Она падает при обработке активированного в вакууме катализатора кислородом и растет при обработке СО (т.е. при его частичном восстановлении), очевидно, в результате улучшения адсорбции реагентов, так как при этом порядок реакций по СО и Og становится равным нулю 18]. При температуре выше 700°С начинается интенсивное испарение алюминия с поверхности, AI2O3 приобретает свойства р-полупроводннка, что сопровождается ростом ее каталитической активности. [c.217]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология