Дефекты междоузельные

Наличие дислокаций и плоских дефектов в реальных кристаллах сильно сказывается на механических свойствах твердых тел. Однако это отнюдь не означает, что монокристаллы вещества по прочности всегда будут превосходить его поликристалличе-ские конгломераты. Все будет зависеть от степени взаимодействия дислокаций и плоских дефектов с другими дефектами твердого тела. Так, монокристаллы чистого железа очень пластичны, в то время как стали, имеющие блочную структуру, проявляют прочность в сотни раз большую за счет взаимодействия дислокаций с примесными дефектами. Междоузельные примесные дефекты, как правило, затрудняют движение дислокаций, осложняя механическую обработку металлов. В связи с этим при механической обработке высокопрочных металлов, таких, как титан, молибден, бериллий, вольфрам, обычно проводят их тщательную очистку от примесей азота и кислорода. [c.82]

Различные точечные дефекты показаны на рис. 19.20. Два основных типа дефектов — междоузельные атомы и вакансии. Наличие в кристалле междоузельных атомов зависит от соотношения размеров решетки и рассматриваемых атомов. Если атомы, из которых состоит крис- [c.590]

Если бУ Ф О, то нехватка (при бУ > 0) или избыток (при бУ < < 0) материала не могут быть сбалансированы при сохранении непрерывности среды механическим путем. Однако в реальном кристалле всегда существует механизм уплотнения или разрежения вещества, не требующий макроскопических нарушений его сплошности. Имеются в виду процессы образования и диффузионного перемещения точечных дефектов междоузельных атомов (уплотняющих материал) и вакансий (разрежающих вещество). Следовательно, неупругое увеличение объема (15.37) на оси дислокации должно компенсироваться равным ему уменьшением объема кристалла путем образования соответствующего числа точечных дефектов в окрестности ядра дислокации. Поскольку на каждый кристаллический узел приходится объем элементарной ячейки Уо. то величине (15.37) [c.253]

Мы видим, что реакция тормозится адсорбцией реагирующих веществ. Хемосорбция кислорода на ZnO — типичный пример простейшего механизма адсорбции (образование потенциального барьера). Она приводит к снижению электропроводности окисла. Температура катализа соответствует области истинного хемосорбционного равновесия и в то же время области падения концентрации дефектов (междоузельных атомов Zn) под действием атмосферы кислорода. [c.146]

Скорость диффузии в окисных пленках зависит от числа дефектов (междоузельных катионов или вакантных мест) кристаллической решетки окислов. У окислов разных типов изменение числа дефектов вызывается разными факторами. [c.39]

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]

Если оксид обладает ионной проводимостью, то из имеющихся представлений можно сделать вывод, что ионная проводимость связана с движением дефектов в кристаллической решетке, которыми могут быть катионные и анионные вакансии и междоузельные ионы. Предположим, что возможно движение междоузельных ионов. Здесь следует обратить внимание на два допущения, используемые при теоретическом рассмотрении. Во-первых, можно только условно использовать такие понятия, как узел решетки , междоузлие , поскольку, как показывают данные независимых исследований, оксидные пленки на [c.274]

В отличие от полупроводников электропроводность металлов мало зависит от имеющихся в их структуре примесных дефектов. Однако примесные дефекты могут оказывать существенное влияние на другие свойства металлов. Так, механические характеристики металлов сильно зависят от наличия в их структуре междоузельных примесных дефектов. С учетом плотнейшей упаковки металлических кристаллов в междоузлия способны попадать лишь микрочастицы небольших размеров, такие, как атомы водорода, углерода, кислорода, азота. Кристаллы многих металлов часто поглощают большое количество указанных примесей. Например, количество водорода, поглощенного [c.89]

Простой междоузельный механизм — перемещение атомов по междоузлиям. Если атомы переходят из нормального узла решетки в междоузлие, как это имеет место в случае образования дефектов по Френкелю, то далее они легко перемещаются по кристаллу из одного междоузлия в другое. Подвижность такого рода характерна для системы, состоящей из решеток основного компонента и внедренных в эти решетки в виде твердого раствора атомов другого компонента. Одним из вариантов этого механизма является так называемый междоузельный механизм вытекания или эстафетный механизм, при котором атом, находящийся в междоузлии, переходит в нормальный узел, выталкивая находившийся там атом в новое междоузлие. Этот тип перемещения может наблюдаться в тех случаях, когда прямое перемещение из одного междоузлия в другое энергетически невыгодно. [c.162]

В реальных кристаллах дефекты не являются независимыми и взаимодействуют друг с другом встречаются не только единичные дефекты, но и их ассоциаты ассоциаты вакансий, ассоциаты из вакансии в своей подрешетке и междоузельного атома в другой подрешетке и др. Взаимодействия между дефектами существенно влияют на свойства кристалла и учет их —важная задача современной теории дефектов. Рассмотрение независимых дефектов составляет первое, самое грубое приближение, сравнительно оправданное при очень малой концентрации дефектов. Это приближение в дальнейшем и будет обсуждаться, [c.190]

При образовании дефекта по Френкелю ионы, испытывающие время от времени большие смещения под влиянием тепловых флуктуаций, покидают свои правильные положения в узлах и переходят в междоузлие, результатом чего является возникновение вакансии в решетке. Междоузельный ион и вакансия теряют связь друг с другом и свободно движутся в кристалле первый по междоузлиям, вторая по своей подрешетке. При встрече междоузельные ионы и вакансии могут рекомбинировать друг с другом. [c.191]

Точечные дефекты присущи равновесным кристаллам и образование их следует из статистической теории этих систем. Процесс образования дефектов энергетически невыгоден, но он приводит к увеличению энтропии вследствие возрастания числа конфигураций системы. Действительно, идеальному кристаллу АХ отвечает единственный способ распределения частиц А и X в решетке. В то же время для кристалла с дефектами имеется множество конфигураций, отличающихся по расположению вакансий или междоузельных атомов. [c.191]

Если в кристалле имеется эквивалентное число катионных и анионных вакансий, а междоузельные ионы отсутствуют, говорят о дефектах по Шоттки (рис. 49, б). Катионные и анионные вакансии, по- [c.334]

Вначале рассмотрим соотношения, определяющие концентрацию дефектов по Френкелю. Будем полагать, что в кристалле имеются только катионные вакансии. Введем следующие обозначения N — число правильных мест для катионов А/ — число междоузельных мест, доступных для катионов А/р — число дефектов по Френкелю, равное числу вакансий (числу занятых междоузлий) gp — изменение термодинамического потенциала Гиббса в результате переноса произвольно выбранного иона из правильного положения в решетке в некоторое произвольно заданное междоузельное положение при постоянстве р и Т ар, ир, Нр и — изменения соответственно объема, внутренней энергии, энтальпии и энтропии при указанном, процессе . Параметры решетки считаем постоянными поэтому Гр = О и [c.335]

Примесная проводимость. В реальных кристаллах источниками своб. носителей заряда (носителей тока) м. 6. дефекты кристаллич. структуры, напр, междоузельные атомы, вакансии, а также отклонения от стехиометрич. состава. Примесн и дефекты делятся на доноры и акцепторы. Доноры отдают в объем П. избыточные электроны, создавая электронную проводимость (п-типа). Акцепторы захватывают валентные электроны собств. атомов П., в результате чего образуются дырки и возникает дырочная проводимость (р-типа). Типичными донорами в Се и 81 являются примесные атомы элементов V гр. (Р, Аз, 8Ь). В узле кристаллич решетки 4 из 5 валентных электронов такого атома образуют ковалентные связи с соседними атомами Се или 81, а 5-й электрон оказывается слабо связанным с примесным ионом. Энергия ионизации примеси мала ( 0,01 эВ в Се и 0,04 эВ в 81), поэтому уже при 77 К в П. появляются электроны проводимости в концентрации, определяемой содержанием примеси [c.56]

Нуль- и одномерные дефекты относятся к микродефектам или дефектам тонкой структуры кристалла. Нульмерные дефекты можно разделить на электронные и атомные. К электронным дефектам принадлежат избыточные электроны, дырки и экситоны. К атомным нульмерным дефектам (рис. 11) относятся вакансии (незанятые узлы решетки), примесные атомы, замещающие собственные атомы вещества в их регулярном положении (в узлах решетки), и собственные или примесные атомы, находящиеся (дислоцированные) в иррегулярном положении в междоузлиях решетки (частицы, находящиеся в междоузлиях, иногда называют междоузельными или [c.66]

Дефекты решетки можно подразделить на четыре следующих типа а) вакансии (пустые узлы) б) междоузельные атомы в) замещения и г) примесные атомы. Первые три типа дефектов образуются одинаковым путем, а именно в результате столкновений. Столкновения, как отмечалось, вызывают смещения и появление тепловых пиков . [c.215]

Обычный механизм образования нестехиометрического ионного кристалла состоит в захвате электронов вакантными анионными узлами решетки (дефектами по Шоттки) или междоузельными катионами (дефектами по Френкелю) я миграцией нейтрального металлоида из кристалла. В связи с этим вопрос об устойчивости металлических активных центров в полупроводниках оказывается тесно связанным с теорией дефектов по Шоттки и Френкелю. [c.122]

Число электронов в зоне проводимости, т. е. число свободных валентностей в единице объема, изменяется с температурой и зависит также от наличия различных дефектов структуры — вакансий, междоузельных ионов, природы и концентрации примесей. Это приводит к тому, что хемосорбция на поверхности подобного кри- [c.140]

Если 1 поверхностное соединение является полупроводником п-типа с избытком металла, например ZnO, dO, ВеО и др., то концентрация их дефектов (междоузельных катионов) тоже не должна зависеть от давления кислорода (см. рис. 90). Это и наблюдается при 400° С, когда толщина пленки превышает 5000А. Но при низкой температуре и малой толщине пленок (меньше ЮООА) с повышением давления кисло-рода скорость окисления возрастает в связи с тем, что имеет место лога-. if. рифмический рост пленки во времени, где диффузионный механизм Вагнера неприменим. Перенос ионов цинка про-исходит под действием электрических [c.131]

Энергия ионизации мелких донорных уровней, хорошо описывающихся водородоподобвой моделью . Донорами могут являться А1, Си,1п, С1, Вг, I, Р, но основной вид доноров — врожденный дефект междоузельный Сс1 или 2п. [c.380]

Коэффициент диффузии. Измеряют коэффициенты диффузии каждого компонента в зависимости от нестехиометрии. Если коэффициент диффузии металла в МО (с избытком металла) изменяется с составом, то преимущественный тип дефектов — междоузельные атомы металла, если остается постоянным — вакансии кислорода являются ответственными за нестехиометрию. Наобо- [c.22]

Как уже отмечалось в разделах VIII. 1 и ХХ.З, диффузия атомов в кристалле возможна только при наличии дефектов (междоузельных атомов и вакансий). С другой стороны, известно, что концентрация дефектов зависит от состава и условий синтеза. Поэтому следует ожидать, что диффузия также будет зависеть от этих факторов. Влияние примесных атомов переменной валентности изучено достаточно подробно. В качестве примера можно указать систему Ag l -г d l2, где внедрение кадмия в определенной концентрации способствует образованию одинаковой концентрации металлических вакансий и, таким образом, благоприятствует диффузии ионов серебра (Кох и Вагнер, см. разд. XVI.7). Подобные эффекты могут возникать и в твердых телах, состоящих из чистых элементов. [c.584]

Между образованием дефектов и рекомбинацией устанавливается динамическое равновесие. Равновесная концентрация дефектов зависит от природы кристалла и температуры. Как правило, дефекты по Френкелю образуют ионы лишь одного вида, тогда как другие ионы в междоузлия практически не выходят. Так, в кристаллах Ag l и AgBr дефекты сводятся к вакансиям на местах катионов Ag+ и междоузельным ионам Ag+, Междоузельные анионы фактически отсутствуют, что обусловлено большими эффективными радиусами ионов С1 и Вг . [c.191]

Наличием дефектов обусловлена ионная проводимость кристалла. В случае дефектов по Френкелю электричество переносится при движении вакансий и междоузельных ионов, причем в этом процессе обычно участвует ион лишь одного знака. Так, в кристалле AgBr переносчиком электричества является катион Ag+. При наличии дефектов по Шоттки (кристалл Na l) электричество переносится и катионами, и анионами (в процессе движения катионных и анионных вакансий). [c.191]

Дефекты по Френкелю состоят в наличии вакансий и междоузель-ных ионов в эквивалентных соотношениях. Механизм образования дефекта по Френкелю заключается в том, что ионы, испытывающие время от времени большие смещения под влиянием тепловых флуктуаций, покидают свои нормальные положения в узлах и переходят в междоузлие, результатом чего является возникновение вакансии ( дырки ) в решетке (рис. 49, а). Междоузельный ион движется в кристалле, переходя из одного междоузельного положения в другое ва- -кансии также подвижны. При встрече междоузельные ионы и вакансии рекомбинируют друг с другом. Между процессом образования вакансий и процессом рекомбинации устанавливается динамическое равновесие. Равновесная концентрация вакансий и междоузельных ионов в кристалле зависит от температуры (по условию электронейтральности системы концентрации вакансий и междоузельных ионов при любой температуре одинаковы). Как правило, дефекты по Френкелю об- [c.333]

Наличием дефектов в структуре решетки обусловлена ионная проводимость кристаллов. Если дефекты являются дефектами по Френкелю, перенос элетричества осуществляется при движении вакансий и междоузельных ионов в объеме кристалла, причем в этом процессе обычно участвует практически ион лишь одного знака (как мы заметили ранее, обычно только катионы или только анионы в значительной степени переходят в междоузлия). Так, в случае кристалла AgBr переносчик электричества — катион Ag+ измеряемое на опыте число переноса аниона Вг равно нулю. При наличии дефектов по Шоттки (кристалл Na l) перенос заряда осуществляется как катионами, так и анионами в процессе движения катионных и анионных вакансий. [c.334]

Существование двусторонних фаз возможно потому, что в зависимости от внешних условий наблюдается преимущественная генерация вакансий, антиструк-турных дефектов или междоузельных атомов либо одной, либо другой подрешетки. Здесь речь идет о так называемых собственных дефектах, обусловленных различным положением атомов компонентов, а не примесных дефектах, которые определяются чужеродными посторонними атомами. [c.264]

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]

Производят монокристаллы К. без дислокаций диаметром до 0,156 м. Осн. дефекты в таких монокристаллах К. скопления собств. междоузельных атомов, вакансий и атомов остаточных прнмесей. Для определения природы и содержания структурных дефектов в К. применяют избират. травление (в осн. смесью к-т HF, HNOj и Hj OOH), рентгеновский и др. методы. [c.508]

Важнейшими собств. точечными дефектами в Ge и Si являются вакансии и междоузельные атомы, а также разл. рода комплексы, образующиеся в результате взаимодействия этих дефектов между собой или с атомами остаточных и легирующих примесей. В бинарных соед. точечными дефектами м.б. вакансии в любой из подрешеток, междо- [c.63]

ЦЁНТРЫ ОКРАСКИ, дефекты кристаллич. решетки, поглощающие свет в спектральной области, в к-рой собств. по-шощение кристалла отсутствует. Первоначально термин Ц. о. относился только к т. наз. F-центрам, обнаруженным впервые в 30-х гг. 20 в. в кристаллах галогенвдов щелочных металлов и представляющим собой анионные вакансии, захватившие электрон. В дальнейшем под Ц. о. стали понимать любые точечные дефекты кристаллич. решетки, поглощающие свет вне области собств. поглощения кристалла,- катионные и анионные вакансии, междоузельные ионы (собственно Ц. о.), а также примесные атомы и ионы (примесные Ц. о.). Ц. о. обнаруживаются во многах неорг. кристаллах и стеклах, а также в природных минералах. [c.343]

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]

Точечный дефект возникает, когда в узле рещетки нет одного атома (вакансия), или в узле рещетки имеется примесный атом (примесь замещения), или в междоузлии имеется примесный атом (примесный междоузельный атом), или просто атом самой рещетки смещен из узла в междоузлие (междоузельный атом). [c.590]

В случае полупроводников дефекты решетки можно рассматривать как новые примесные уровни в соответствии с положением последних в запрещенной зоне дефекты будут действовать либо как донорные , либо как акцепторные центры или будут неэффективны в отношении проводимости. Часть нарушений, зависящих от типа твердых тел, на которые влияет концентрация одного или обоих типов свободных носителей тока, можно назвать эффективными нарушениями . Так, например, Джеймс и Ларк-Горовиц [69] показали, что вакансии, образующиеся при облучении германия и кремния, отличаются акцепторным характером, тогда как соответствующие междоузельные атомы — донорным характером. Кроме того, дефекты решетки могут действовать как захватывающие центры по отношению к свободным носителям тока. Они также ведут себя как центры рекомбина- [c.216]

Пойимание этих особенностей в поведении металлов и сплавов обязано развитию физики твердого состояния и, в первую очередь, раскрытию механизма диффузии в Твердых телах. Я. И. Френкель [37], исходя из общетермодинамического требования минимума свободной энергий системы, показал, что в любом кристалле при ненулевой температуре должны существовать локальные нарушения регулярной кристаллической решетки — дефекты кристаллической решетки. Наиболее распространенными среди них можно считать меж-доузельные атомы и незанятые узлы решетки, получившие название вакансий. Нарушение решетки происходит вследствие флJктyaциoннoгo скачка атома из регулярной позиции в междоузлие. Так возникает пара Френкеля , состоящая из вакансии и атома в междоузлии (рис. 1.10,а), способная впоследствии получить структурную независимость. Оба типа дефектов, двигаясь по кристаллу, вносят свой вклад в массоперенос. Движение междоузельных атомов осуществляется перескоком по незанятым междоузлиям, а движение [c.33]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология