Дефекты взаимодействие с собственными дефектами

Дефекты могут быть собственными, если они образуются вследствие теплового движения в кристалле, находящемся в условиях теплового равновесия при температурах выше 0°К. В дальнейшем мы коротко рассмотрим несколько примеров. Другие дефекты, такие, например, как химические примеси, могут появиться в твердом веществе случайно или в результате преднамеренного введения добавок. Собственные дефекты могут присутствовать в концентрациях, отличных от тех, которые можно ожидать в чистых кристаллах в состоянии равновесия. Это может быть результатом случайного или намеренного введения в кристалл различного рода дефектов, взаимодействия между дефектами или следствием неравновесных условий. Нам необходимо прежде всего описать и классифицировать различные типы дефектов, поскольку они определяют многие химические свойства твердых веществ, которые будут рассмотрены в последующих главах, а также и физические свойства. В гл. 5 говорится о концентрации дефектов. [c.50]

Рассмотрим изотропный случай (по отношению к процессу диффузии) с легирующей примесью, которая вступает во взаимодействие с собственными дефектами, согласно следующей реакции [c.77]

Таким образом, взаимодействие диффундирующих в монокристаллах собственных дефектов, типа дефектов Шотки, с примесными ионами существенно меняет картину диффузии. Точечные дефекты захватываются примесными ионами, образуя устойчивые центры. Примесь в этом процессе играет роль ловушек. [c.81]

Основан на регистрации изменения взаимодействия собственного электромагнитного поля катушки с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых этой катушкой в контролируемом объекте. Применяется для обнаружения поверхностных дефектов в магнитных и немагнитных деталях и полуфабрикатах. Метод позволяет выявлять нарушения сплошности, в основном трещин,, па различных по конфигурации деталях, в том числе имеющих покрытия. На основе метода вихревых токов разработаны приборы для измерения толщины листов и покрытий, диаметра проволоки и прутков. Применяют на заводах и ремонтных предприятиях. В условиях эксплуатации применяют для профилактического контроля лопаток турбин газотурбинных двигателей, сварных и литых узлов элементов конструкций и др. [c.37]

Предмет и методы физической химии кристаллофосфоров. Как известно, физическая химия является наукой, изучающей физические закономерности химических процессов, т. е. процессов, при которых происходит перемещение атомов и образование новых связей между ними. Поскольку основные свойства кристаллофосфоров определяются наличием в них примесных и собственных дефектов, то наибольшее значение имеют процессы, участниками которых являются эти дефекты. Помимо диффузионного передвижения последних внутри кристаллической решетки, происходят различные взаимодействия между ними, которые мы будем называть внутри-кристаллическими, или интеркристаллическими реакциями . [c.9]

Специфическим для кристаллов с ионным характером связи является обстоятельство, что энергия образования собственного дефекта решетки ненамного превышает или даже меньше энергий, характерных для электронной подсистемы— ширины запрещенной зоны, энергии локализации электрона на дефекте. В этом случае, как показано авторами [1—6], существенную роль играет статистическое взаимодействие между электронами и собственными дефектами решетки, приводящее к некоторым специфическим для таких кристаллов явлениям. Это статистическое взаимодействие при обычном подходе, связанном с использованием уровня Ферми для электронов, выражается в том, что в формуле для концентрации электронов на дефекте [c.217]

Как уже отмечалось, твердофазное взаимодействие, в отличие от реакций в жидкой или газовой среде, складывается из двух фундаментальных процессов собственно химической реакции и переноса вещества к реакционной зоне. Так как массоперенос осуществляется путем диффузии, а диффузионная подвижность частиц твердого тела зависит от дефектности его структуры [3, 5, 57], можно ожидать существенного влияния дефектов на механизм и кинетику твердофазных реакций. Это и наблюдается в действительности. [c.110]

В ходе дальнейшего изложения рассматриваются вопросы, касающиеся образования в твердых телах собственных дефектов разных типов и соотношений между их концентрациями. Затем обсуждаются процессы, происходящие при одновременном присутствии различных собственных дефектов, т. е. взаимодействие дефектов между собой, влияние этого взаимодействия на их концентрации и на фазовые равновесия. [c.191]

Если подобные явления наблюдаются, то они обусловлены взаимодействием между примесными атомами и собственными дефектами. При этом нужно различать два типа такого взаимодействия образование ассоциатов примесных атомов и собственных дефектов, а также взаимодействие, связанное с изменением условия нейтральности системы. [c.253]

В качестве примера взаимодействия между заряженными примесными и собственными дефектами, связанного с изменением условия нейтральности. [c.254]

Рис. XI.3 может служить хорошим примером того, что эффект взаимодействия между примесными атомами и собственными дефектами играет заметную роль. Кроме того, он ясно показывает, насколько сложной может стать в результате такого взаимодействия температурная зависимость концентрации дефектов. Например, сравнивая концентрации заряженных вакансий в области I и в чистом кристалле, нетрудно убедиться, что наличие примесных атомов вызывает существенное увеличение концентраций этих дефектов. Аналогичным образом концентрация свободных электронов в присутствии примесных атомов заметно повышается, а концентрация дырок соответственно понижается. [c.256]

Описанный выше метод можно также применить и к случаю, когда в системе имеются примесные атомы разных типов. Поскольку эффекты взаимодействия между примесными, и собственными дефектами уже обсуждались, то сейчас наибольший интерес представляет вопрос о взаимодействии различных примесных атомов друг с другом, т. е. о влиянии одних атомов на механизм внедрения и растворимость атомов другого вида. Для решения этих проблем приходится рассматривать трехкомпонентные системы, что сделать в общем [c.274]

Если в кристалле имеются примесные атомы двух типов, то они взаимодействуют друг с другом и с собственными дефектами кристалла таким же образом, как и в случае примесных атомов одного типа. [c.516]

Собственные дефекты решетки возникают во время кристаллизационного процесса, особенно в его начальной стадии. Поэтому внутренняя часть эмульсионных зерен должна содержать большое число нарушений, в которых могут удерживаться молекулы желатины и возникать примесные центры. Такие внутренние нарушения, изолированные от поверхности микрокристаллов, обусловливают глубинную светочувствительность, которая вследствие образования и эволюции центров изменяется в процессе второго созревания. Поскольку светочувствительность как поверхностная, так и глубинная зависят в первую очередь от первичного фотохимического акта, т. е. от концентрации электронов в зоне проводимости, то они постоянно взаимодействуют друг с другом. Это заключается в том, что известная доля внутренних центров скрытого изображения образуется за счет фотоэлектронов из поверхностного слоя и, наоборот, некоторая часть поверхностного скрытого изображения создается фотоэлектронами, освобожденными изнутри. [c.337]

Наличие повышенной вязкости и механической прочности адсорбционных и межфазных слоев стабилизатора — их способность сопротивляться деформации и разрушению в сочетании с достаточной подвижностью, обеспечивающей залечивание случайно возникающих дефектов слоя. Для систем с твердыми частицами условием эффективной стабилизации может быть также достаточно высокая прочность закрепления молекул стабилизатора на поверхности частиц, определяемая энергией их взаимодействия с данной твердой поверхностью (в этих условиях может становиться менее существенным требование к собственной прочности слоя, обусловливаемой взаимодействием его молекул между собой). [c.261]

До температур —150-г—130 °С фонон-фононное взаимодействие мало, и длина свободного пробега фононов определяется рассеянием на границах кристаллитов. Поэтому теплопроводность пропорциональна концентрации фононов, т.е. теплоемкости. При температурах, выше указанных, вследствие рассеяния энергии при фонон-фононном взаимодействии длина свободного пробега уменьшается. При температуре, когда рассеяние на колебаниях кристаллической решетки и на статических дефектах и неоднородностях становятся равными друг другу (/, =/2), на кривой температурной зависимости теплопроводности появляется максимум. Когда теплоемкость достигает постоянного значения, длина свободного пробега определяется рассеянием на собственных колебаниях решетки — теплопроводность снижается правее максимума, т.е. обратно пропорционально температуре. [c.109]

Его объем складывается из объемов взаимодействующих атомов АУ, и собственно объема дефекта, характеризуемого (чАУ, [c.272]

Энергии неравновесной и равновесной границ, создающих одинаковый разворот кристаллов вдали от границы, различаются величинами энергии упругого поля и энергии взаимодействия между элементами зернограничной структуры. Конечно, это не означает, что если две границы имеют различные значения собственной энергии, то одна из них является неравновесной, поскольку энергия этих границ может быть разной из-за различия их кристаллографических параметров. Известно, что энергия границы зависит от параметров разориентировки зерен и плоскости залегания границы [202], в каком-то смысле, например, специальная граница более равновесна, чем произвольная. Однако далее мы будем рассматривать в основном неравновесное состояние границ, обусловленное присутствием дефектов дислокационного характера, и, используя термин неравновесная граница зерен , будем подразумевать только то, что такая граница имеет нескомпенсированные дальнодействующие напряжения, и на элементы зернограничной структуры действуют нескомпенсированные напряжения от других элементов структуры границы. Изучение указанного вида неравновесных границ имеет особый интерес, поскольку такие границы играют определяющую роль во многих процессах пластической деформации и рекристаллизации [ПО, 111, 146, 193, 203], а также, как будет показано ниже, в необычных свойствах наноструктурных материалов. [c.94]

Точечные атомные дефекты в кристаллической решетке обладают определенными свойствами. Например, вакансии в ионных кристаллах выступают носителями заряда, причем катионная вакансия несет отрицательный, а анионная — положительный заряд. Конечно, собственно заряд в вакансии не содержится, но возникающее вокруг нее электрическое поле такое же, какое возникло бы, если бы в вакансии располагался заряд, по значению равный, а по знаку противоположный заряду иона, который покинул данный узел решетки. Любые точечные дефекты обладают способностью к миграции (диффузии) в кристаллической решетке в результате тепловых флуктуаций или приложения к кристаллу внешнего электрического поля. Например, катион в междоузлии может переходить при соответствующем возбуждении в соседнее междоузлие, вакансии мигрируют за счет перемещения соседнего иона в вакантный узел, т. е. путем последовательного обмена позициями между ионами и вакансиями (при таком так называемом вакансионном механизме диффузии перемещение вакансий в одном направлении эквивалентно перемещению ионов в другом). Точечные дефекты могут взаимодействовать друг с другом, образуя в простейшем случае ассоциаты—дефекты, занимающие соседние кристаллографические позиции. Например, в решетке могут возникнуть связанные группы вакансий (кластеры). Связанные пары вакансий способны диффундировать быстрее, чем изолированные вакансии, а тройные кластеры еще быстрее. [c.87]

В. я. Хаимов-Мальков [78] рассмотрел процессы диффузии в монокристаллах лейкосапфира, согласно которым собственные точечные дефекты могут взаимодействовать с примесными атомами (центрами), меняя их валентное состояние и пространственную конфигурацию. В результате образуется малоподвижный примесно-дефектный комплекс. Такой процесс описывается в рамках твердофазных химических реакций. Изменение валентного состояния примеси и, следовательно, структуры примесного центра, приводит к соответствующему изменению объема кристалла, определяемого с помощью дилатометра. То есть в конечном счете по этой причине возникают механические напряжения, обладающие значительными градиентами и оказывающие влияние на процесс диффузии. [c.77]

Физико-химические превращения, протекающие при нагревании твердой смеси, включают продессы возникновения дефектов и разрыхление кристаллических решеток, перестройку кристаллических решеток вследствие полиморфных превращений, образование и распад твердых растворов, внешней, внутренней поверхностной диффузий, рекристаллизации, плавления и растворения компонентов смеси в расплаве, собственное химическое взаимодействие и др. [6], [c.259]

Выше уже отмечалось влияние дефектов кристаллической структуры на собственное поглощение щелочно-галоидных кристаллов и указывалась их роль в образовании электронных и дырочных центров захвата. Дефекты структуры играют существенную роль также и в других явлениях и определяют целый ряд важнейших свойств реальных кристаллов. В своей книге Фотолюминесценция жидких и твердых веществ В. Л. Левшин [189], отмечая большую роль внутренних неоднородностей и нарушений кристаллической структуры в явлениях люминесценции, считает, что наличие дефектов структуры и их тесное взаимодействие с решеткой является необходимым условием возникновения длительного свечения кристаллофосфоров. [c.98]

Предположить полное отсутствие диффузии азота и водорода в покрытии невозможно, следует считать ее малой. Адсорбция азота и водорода поверхностью покрытия безусловно существует, следовательно, возможен переход адсорбированных атомов с поверхности в объем при наличии соответствующих условий. Очевидно такой переход будет более вероятен при наличии в объеме покрытия соответствующих дефектов и вакансий. Как было показано, кислород диффундирует в покрытие значительно легче, чем азот и водород, хотя размер иона кислорода значительно больше, чем, например, иона- водорода. В данном случае, очевидно, имеет значение тот факт, что в покрытии создается повышенная концентрация кислородных вакансий за счет ухода части кислорода на окисление металла на границе покрытие — металл, и. переход кислорода из адсорбированного слоя в объем покрытия облегчается. Азот и водород в состав покрытия не Входят и их взаимодействие с металлом в начальные стадии невозможно. Эти газы, естественно, какой-то собственной растворимостью в покрытии обладают, но она мала, так как известно, что стекло и керамика в обычном состоянии азот и водород не поглощают. В таком случае ионы азота и водорода могут внедряться в кислородные вакансии как в междуузлия, но это внедрение, как показывает опыт, мало. Водород в силу малого размера катиона более подвижен, что и показывает опыт. [c.185]

В большинстве случаев применение такой модели оправдывает себя вплоть до концентраций дефектов 0,1% (мол.) так как собственная разупорядоченность в чистых кристаллах в большинстве случаев не превышает этой величины, теория дает для них правильные результаты. Однако в некоторых сильно нестехиометрических соединениях, а также в твердых растворах концентрации дефектов могут достигать больших значений, вплоть до десятков мольных процентов. В этих случаях взаимодействие дефектов настолько существенно, что приближение точечных дефектов становится недостаточным. Этот вопрос был подробно обсужден в предыдущей главе (см. раздел 1.8), где были рассмотрены протяженные дефекты — кластеры и структуры сдвига, образующиеся в результате взаимодействия дефектов. В данной главе протяженные дефекты не рассматриваются, а обсуждаются лишь точечные дефекты, существующие в любом кристалле независимо от наличия в нем любых протяженных дефектов — дислокаций, кластеров или плоскостей сдвига. [c.58]

Независимо от характера электронной разупорядоченности в любом полупроводниковом кристалле с неионной химической связью всегда имеется собственная атомная разупорядоченность, включающая один или несколько сортов нейтральных атомных дефектов их равновесные концентрации определяются соотношениями, выведенными в гл. 3. Однако общая картина атомной разупорядоченности в полупроводниках обычно значительно сложнее, чем в металлических кристаллах, поскольку атомные дефекты в результате взаимодействия с электронами проводимости или дырками могут переходить в заряженное состояние. При значительных концентрациях заряженных атомных дефектов их следует учитывать в условии электронейтральности и, таким образом, нужно рассматривать комбинированную атомно-электронную собственную разупорядоченность. [c.111]

Из (X, 55) можно получить уравнение, посредством которого собственная разупорядоченность стехиометрического кристалла (б) будет связана с энергиями образования и взаимодействия дефектов [c.175]

Область равновесного существования фазы зависит от температуры, собственного (теплового) разупорядочения стехиометрического кристалла и энергии взаимодействия дефектов. [c.178]

Если дефекты в кристалле распределяются хаотически, то имеется определенная вероятность того, что они займут соседние места решетки, т. е. образуют ассоциаты (пары, триплеты и т. д.). Когда дефекты взаимодействуют друг с другом, концентрация ассоциатов зависит от характера взаимодействия при взаимном притяжении дефектов она будет больше, чем при хаотическом распределении, а при взаимном отталкивании — меньше. Как показано в гл. XIII, концентрацию ассоциатов собственных атомных дефектов можно вычислить непосредственно, не обращаясь к свойствам простых дефектов. Однако, если в ассоциации участвуют примесные структурные элементы, образование ассоциатов лучше рассматривать, исходя из простых дефектов. Такой же подход можно применить и к ассоциатам собственных дефектов. [c.195]

Центры окраски различаются по длине волны собственного поглощения и положению их собственного уровня в запрещенной зоне электронные центры дают уровни выше середины запрещенной зоны, дырочные центры — ниже середины запрещенной зоны. Электронные центры могут отдавать избыточный электрон, т. е. они являются донорами, дырочные центры могут захватывать электрон и являются акцепторами. Энергия образования центра окраски оценивается по положению и интенсивности полосы поглощения. Если полоса поглощения попадает в область видимого света, меняется видимая окраска кристалла. Так, в результате нагревания щелочногалоидного кристалла в парах щелочного металла заметно меняется его окраска например, бесцветные кристаллы Na l, K l в парах Na приобретают ярко-синюю окраску. Появляющиеся спектральные полосы поглощения характерны для кристалла и не зависят от того, какой щелочной металл использован для испарения.Этим подтверждается предположение, что центр окраски создается при взаимодействии собственного точечного дефекта кристалла с электроном или дыркой, поставляемыми из щелочных паров. [c.312]

Необратимые процессы. Диффузионная теория кинетики взаимодействия точечных дефектов. Одним из важных примеров необратимых процессов является взаимодействие созданных облучением неравновесных собственных дефектов при прогреве кристаллов (отжиг радиационных дефектов). Другим примером может служить образование центров желтой и красной люминесценции в 2п8-Си-фос-форах. На втором из этих примеров рассмотрим особенности гакого рода процессов. [c.166]

В разделе III.9 было показано, что фотографическая чувствительность относится к категории структурночувствительных свойств эмульсионных микрокристаллов. Поскольку последние представляют собой реальные кристаллы, то они содержат два тина нарушений — собственные дефекты решетки и примесные центры. Последние образуются в результате взаимодействия галогенида серебра с активными микрокомпонентами желатины — химическими сенсибилизаторами. Сопоставление кинетики топохимических превращений во втором созревании (раздел III.2), протекающих на поверхности твердой фазы эмульсии, с кинетикой взаимодействия ионов серебра с желатиной в водном растворе (см. раздел IV.6), а также данных об энергии активации центрообразования (см. работу [28] и раздел III.4) привели к выводу о серебряной природе примесных центров. [c.300]

Два других вида изменений, создаваемых химической сенсибилизацией, могут также иметь существенное фотографическое значение. Так, адсорбированные молекулы сенсибилизаторов, которым свойственна бромак-цепторная функция, должны повышать выход фотоэлектронов, уменьшая или устраняя рекомбинацию в первичном фотохимическом акте. Эта их функция взаимодействовать с положительными дырками, являющаяся, по-видимому, более действенной, чем способность желатины связывать фотолитический бром, особенно важна в случае высокодисперсных эмульсий, не обладающих большой концентрацией примесных центров. Здесь решающее значение должны иметь также те собственные дефекты решетки, которые являются эффективными ловушками фотоэлектронов и местами образования центров скрытого изображения. [c.337]

Внесенные ЗГД не являются кристаллогеометрически необходимыми структурными особенностями границ. Они могут зарождаться непосредственно в границе путем действия какого-либо зернограничного источника. Наиболее достоверно экспериментально установленный путь образования внесенных ЗГД — это взаимодействие решеточных дислокаций с границами [172]. Захваченная границей решеточная дислокация имеет решеточный вектор Бюргерса одного из зерен и представляет собой частный случай внесенных ЗГД. Чисто геометрически решеточный вектор Бюргерса может быть представлен суммой базисных трансляций ПРН [160], поэтому решеточная дислокация может распадаться в границе на ЗГД с ПРН-векторами Бюргерса [181-184]. Эти ЗГД являются внесенными. Такие ЗГД имеют нескомпенсированные упругие поля, следовательно, границы, их содержащие, могут быть определены как неравновесные [146, 173]. Поэтому внесенные ЗГД принято называть неравновесными дефектами в отличие от собственных ЗГД. [c.91]

Собственная нерезкость изображений дефектов на пленках определяется микросфуктурой пленки (экрана) и физикой взаимодействия фотонов первичного излучения с веществом пленки (экрана). [c.62]

В хорошо отожженном твердом теле при любой заданной температуре должно быть равновесие концентраций дефектов Шоттки и Френкеля, а относительная концентрация каждого из этих типов дефектов зависит от величины соответствующих энергий их образования. Мотт и Герни [20] вычисляли число дефектов Френкеля, находящихся в термодинамическом равновесии при температуре Г, следующим образом. Пусть N означает число однотипных атомов, имеющихся в кристалле, М — общее число возможных мест в междоузлиях. Примем, что п атомов покинули свои регулярные места в узлах кристаллической решетки, образуя п равновесных дефектов Френкеля. Тогда, допуская, что 1) концентрация дефектов столь мала, что они по существу не взаимодействуют друг с другом, 2) объем кристалла остается постоянным, так что энергия дефектов пе зависит от температуры, 3) присутствие дефектов Френкеля не оказывает влияния на собственные частоты колебаний решетки, можно записать [c.217]

Дефекты, обусловленные чужеродными атомами, и нерегулярности собственной структуры графита взаимосвязаны. Известно, например, что облучение способствует диффузии бора в графит [98], что при закалке графита поверхностный слой его пересыщен вакансиями за счет химического взаимодействия атомов углерода с молекулами газа [89]. Примесные атомы, по-видимому, концентрируются вокруг точечных де( ктов структуры графита и дислокаций и образуют так называемые облака Коттрелла. Сгущение последних может привести к конденсации и выпадению примесей. Можно предполагать, что так образуются слоистые соединения графита. Это явление используется также в известных методах наблюдения дислокаций (декорирование). [c.33]

Следовательно, границы области гомогенности зависят от энергии взаимодействия дефектов, температуры и собственной разуноря-доченности стехиометрического кристалла. Из (X, 59) и (X, 60) следует, что с ростом температуры предельные концентрации дефектов увеличиваются, т. е. область гомогенности фазы расширяется, как это показано на рис. 59. [c.176]