Разупорядочение собственное

Ю. Д. Третьяков предложил считать нормальным такое состояние твердых тел, дефектность которых обусловлена собственной разупорядоченностью решетки, являющейся однозначной функцией параметров состояния. К активным же следует относить состояния твердых тел, характеризующиеся наличием неравновесных дефектов. [c.312]

Собственное атомное (ионное) разупорядочение ферритов. [c.107]

Шпинельная структура ферритов с неэквивалентными для катионов тетраэдрическими А- и октаэдрическими В-узлами создает благоприятную возможность для собственного разупорядочения. [c.107]

Собственное электронное разупорядочение ферритов. Если в состав феррита входят ионы, принадлежащие двум или более переходным металлам с достаточно близким значением ионизационных потенциалов, то возникает возможность электронного разупорядочения. Последнее может быть результатом электронного обмена между разноименными ионами, находящимися в одинаковой подрешетке [c.116]

Мольное отношение суммы двухвалентных катионов к трехвалентным равно /2, т. е. в формуле 04 у у = 0. В этом случае тип дефектов определяется исключительно собственным разупорядочением решетки (атомным или электронным). [c.137]

Рассмотрение влияния малых добавок в сл учае равновалентного изоморфного замещения можна проводить с использованием зависимостей, полученных для непрерывных твердых растворов. Равновалентные изоморфные замещения не вносят дополнительной дефектности в решетку шпинели, хотя характер собственной разупорядоченности может несколько измениться. Следовательно, существенного изменения электромагнитных параметров за счет изменения дефектности структуры в данном случае ожидать не приходится. [c.109]

В гл. 3 уже говорилось, что обычно в результате образования в решетке либо вакансий, либо междоузлий, состав вещества может стать нестехиометрическим. В общем случае нарушение стехиометрии представляет собой результат химического взаимодействия между кристаллом и окружающей средой. Собственная разупорядоченность кристалла в принципе также может приводить к избытку вакансий какого-то одного определенного типа. В ионном кристалле, однако, вакансии присутствуют не столько в виде одиночных образований, сколько в виде катионных и анионных пар. Если бы перемещение ионов к поверхности сопровождалось образованием вакансий только одного знака, поверхность кристалла оказалась бы заряженной но при образовании равного числа анионных и катионных вакансий и поверхность и внутренние области кристалла в среднем остаются электронейтраль-ными. В этом случае число вакансий можно рассчитать, исходя, как и раньше, из числа Му катионных вакансий, размещенных в Му - -М) местах и Му анионных вакансий, размещенных в Му +М местах. Расчет полностью аналогичен проведенному выше расчету числа вакансий для элементарного кристалла за исключением того, что в знаменатель показателя экспоненты добавляется двойка [c.99]

Напишите уравнения химических равновесий и выражение закона действующих масс для соединения МХ, находящегося в равновесии с паром М, предполагая образование междоузельных дефектов М и вакансий М вследствие ионизации как доноров, так и акцепторов. Как упростить уравнение электронейтральности, если а) очень мало, так что доминируют вакансии металла, б) очень велико, так что имеется избыток междоузельных атомов, в) Рм имеет промежуточное значение и собственная ионизация решетки доминирует над равновесием по Френкелю, г) разупорядоченность по Френкелю доминирует над собственной ионизацией [c.107]

В кристаллическом образце существует ряд точек, которые отличаются от других тем, что либо они были местами строго локализованного разложения, имевшего место при более низкой температуре до начала собственно разложения, либо такое разложение происходило на них во время быстрого нагревания до установленной температуры разложения. Эти точки, называемые зародышами ядер, расположены в областях с разупорядоченным строением, например в местах выхода дислокаций на поверхность, на вакансиях, на скоплениях ионов в междоузлиях или скоплениях примесей или же в местах примыкания острых углов граней частиц. Молекулы исходного вещества в таких точках кристалла менее полно координированы, чем на нормальной новерхности, и разлагаются более легко, поскольку в них должно подвергаться разрыву меньшее число связей. [c.20]

В самых больших количествах чистый кремнезем используют для получения стекла. Расплавленный кремнезем представляет собой высоковязкое, липкое вещество, которое только при очень высоких температурах приобретает характерную для жидкостей способность свободно течь. При плавлении происходит значительная потеря упорядоченности в кристаллическом веществе, но оно не получает энергии, достаточной для разрыва всех (или хотя бы многих) связей кремния с кислородом, поэтому в расплаве кремнезем остается все еще высокомолекулярным веществом (типа серы). При охлаждении расплава вязкость его все более и более повышается, и, если скорость охлаждения достаточно высока, уцелевшие цепи и фрагменты исходной кристаллической решетки не успевают сориентироваться таким образом, чтобы вновь образовать кристалл. Вместо этого расплав затвердевает в стекло, представляющее собой разупорядоченное, по существу жидкое, вещество, вязкость которого слишком велика, чтобы оно могло течь под собственным весом. (Стекло все же может медленно течь под действием достаточной внешней силы.) [c.308]

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]

При высоких температурах энергия тепловых колебаний кТ сравнима с поэтому концентрация вакансий, возникающих в результате собственного разупорядочения, достигает ощути- [c.74]

Как было описано в гл. 1 (см. раздел 1.6), в собственных полупроводниках доминирующей реакцией разупорядочения является собственная ионизация, в результате которой образуются электроны проводимости и дырки [c.102]

Уравнение (4.2) аналогично уравнениям (3.12), (3.16) и (3.20), полученным в предыдущей главе для реакции собственного атомного разупорядочения, и является основным соотношением, определяющим концентрации электронных дефектов в собственных полупроводниках. [c.103]

Из соотношения (4.6) вытекает физический смысл константы собственной ионизации Кг. это есть равновесная концентрация электронных дефектов в собственном полупроводнике, аналогично тому как константа Шоттки есть равновесная концентрация дефектов Шоттки в кристалле с атомной разупорядоченностью. Формула (4.7) показывает, что концентрация электронных дефектов экспоненциально растет с температурой аналогично концентрациям собственных атомных дефектов, рассмотренных в предыдущей главе. [c.103]

Проведенный анализ показывает, что любой полупроводник, содержащий фиксированную концентрацию примеси, может иметь в зависимости от температуры как примесную, так и собственную разупорядоченность. Переход от примесной разупорядоченности к собственной происходит при некоторой критической температуре Ткр, отвечающей условию [О] =2/С1(7 кр). Подставляя сюда значение из формулы (4.5), находим [c.106]

I — область собственной разупорядоченности II и III —области примесной разупорядоченности при истощении доноров или акцепторов (II) и при резерве доноров или акцепторов (III). [c.108]

Рассчитанные в данной главе концентрации электронов проводимости в зависимости от температуры, как и другие экспоненциальные функции обратной температуры, удобно изображать в координатах Аррениуса логарифм концентрации— обратная температура XjT. Преимущества таких координат становятся очевидными, если прологарифмировать формулу (4.7) для собственной разупорядоченности и (4.25)—для примесной [c.108]

Несколько выше комнатной температуры кривая для образца 1 переходит в область собственной разупорядоченности и концентрация носителей резко возрастает (пунктирная прямая). Наклон этой прямой соответствует ширине запрещенной зоны около 0,7 эВ, что в 70 раз больше энергии ионизации доноров. Поэтому наклон собственного и примесного участков кривых на графиках Аррениуса так резко различен. [c.110]

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]

Собственно-дефектными полупроводниками могут быть и кристаллы химических соединений. Так, в бинарном соединении МХ, обладающем атомной разупорядоченностью Шоттки, электроны проводимости могут возникать за счет ионизации вакансий более электроотрицательного компонента X, играющих роль доноров. Образование доминирующих заряженных дефектов — электронов и ионизованных вакансий X в этом случае соответствует квазихимической реакции [c.114]

Важным условием, ограничивающим применимость полученных приближенных решений, является условие существования собственной электронной разупорядоченности в области I, согласно которому параметры аир должны быть одновременно малы по сравнению с единицей, а давление Хг должно удовлетворять требованию (4.61) Р рх = Р - Очевидно, это возможно, только если Р < Р+. Используя значения Р и Р+ из (4.61) при г=1 видим, что условие Р < Р+ равносильно условию [c.123]

I. Собственная электронная разупорядоченность [c.126]

Из полученных решений видно, что электропроводность не-стехиометрического полупроводника минимальна в собственной области I, лежащей при промежуточных давлениях Х2. При всех типах атомной разупорядоченности электропроводность [c.128]

Тип собственной атомной разупорядоченности Решение Условие электронейтральности т [c.128]

Собственная ионная разупорядоченность [c.131]

В связи с тем что дефекты Шоттки являются наиболее распространенным типом собственной разупорядоченности ионных кристаллов, в дальнейшем изложении предпочтение будет отдаваться этому типу дефектов. [c.136]

Характер примесной разупорядоченности ионных кристаллов, так же как и собственной, тесно связан с особенностями энергетического спектра электронов, прежде всего с большой шириной запрещенной зоны. Если в полупроводниках наиболее энергетически выгодным способом компенсации избыточного заряда примеси является образование дополнительных электронов в зоне проводимости или дырок в валентной зоне, то в ионных кристаллах разупорядочение электронов энергетически невыгодно по сравнению с образованием ионных дефектов. [c.136]

При фиксированном значении концентрации примеси уравнения закона действия масс (5.5) —(5.7) совместно с условием электронейтральности (5.21) образуют полную систему уравнений относительно неизвестных концентраций дефектов [Ух +], [М1 +]и Решение этой системы может быть легко найдено для любых кристаллов с определенным типом собственной ионной разупорядоченности. [c.138]

При А2=у = 0 рассмотренная система уравнений вырождается в систему, отвечающую собственной разупорядоченности и исследованную в предыдущем разделе. Поэтому случай равновалентной примеси, 2р=2м, не приводит к новым решениям влияние равновалентной примеси сводится лишь к искажению различных энергетических параметров и в рамках излагаемой здесь теории игнорируется. [c.139]

В обоих случаях превращениям предшествует период восприятия системой информации извне или собственной внутренней и возникновения в этой связи процессов структурной реорганизации системы. В это время в структуре системы происходят процессы разупорядочения упорядочения отдельных ее структурных элементов или их групп. Однако общим процессом является удаление системы от равновесного состояния. Такое накопление ( накачка ) информации заканчивается в какой-то момент лавинообразным качественным, структурным изменением системы и переходом ее в новое устойчивое состояние для восприятия нового потока информации. Предпере-ходное состояние и является кризисным состоянием нефтяной дисперсной системы. [c.190]

Как видно из рис, 6, 9, при введении в кремний (германий) золота поверхностное (граница жидкий сплав — газ) и межфазное (граница жидкий сплав — твердый кристалл) натяжения меняются незначительно (слабое увеличение натяжения), т. е, золото не адсорбируется на обеих межфазных границах, в то время как германий или кремний, добавленные к золоту, резко уменьшают поверхностное и увеличивают межфазное натяжение. Такой ход кривых можно объяснить следующим образом. Обе границы являются местом, где атомы жидкой фазы имеют недостаток соседей по сравнению с объемом твердой и жидкой фаз. Это положение, очевидное для границы жидкость — газ, нуждается в обосновании для границы кристалл — собственный расплав. Так как смачиваемость чистой твердой фазы собственным расплавом неполная (0si si = = 14° 0oe -Ge = 15° 0aut-au = 7°), работа адгезии жидкой фазы к твердой фазе того же вещества меньше работы когезии в жидкости (и в твердой фазе), что, по-видимому, нельзя объяснить иначе, как наличием некоторой дополнительной разупорядоченности структуры на границе раздела (по сравнению с объемом жидкой фазы). Таким образом, на межфазной границе кристалла со своим расплавом среднее координационное число должно быть меньше, чем в жидкой фазе. Атомы поверхностно-активного компонента должны адсорбироваться на обеих границах (на границе раздела с газом адсорбция должна быть, очевидно, выше), изменяя межфазное натяжение. [c.12]

Все материалы, имеющие высокую ионную проводимость, обладают определенной разупорядоченностью по тому сорту ионов, который осуществляет проводимость. Среди них, во-первых, кристаллы с собственным разупорядочением. Примером может служить дифторид кальция Сар2. В его структуре размеры междоузлий сравнимы с размерами иона фтора, и его внедрение в междоузлие не требует слишком больших затрат энергии. Во-вторых, кристаллы с примесной разупорядоченностью. Примером может служить диоксид циркония, который существует в двух модификациях— моноклинной при температуре ниже 1100°С и тетрагональной — [c.272]

В заключение отметим, что собственное атомное разупорядочение существенным образом влияет на магнитные свойства ферритов и это обстоятельство надо учитывать, когда надо получить материал со строго повторяющимися параметрами. В качестве технологического приема, стабилизирующего магнитную индукцию и квадратность термостабильной петли гистерезиса, иногда рекомендуют дополнительные к основной термообработке отжиги при температурах 700—800°С в течение времени, достаточном для равновесного перераспределения ионов по подрешеткам (продолжительность отжига зависит от природы феррита [2]). Примером значительного влияния собственно атомного разупорядочения на магнитные свойства является поведение феррита никеля, резко закаленного с высоких температур и обладающего определенной концентрацией ионов N1 + в Л-узлах решетки (при 1300°С в формуле Ре " [Ы1 Ре2111л ]04 д = 0,9955). Как показали измерения [142], появление N1 + в тетраэдрических узлах шпинельной структуры приводит к изменению анизотропии кристалла и ширины линии ферромагнитного резонанса. [c.116]

Электропроводность металлов. Изотопические эффекты в электропроводности металлов возникают главным образом по двум причинам 1) из-за изменения фононного спектра при полном изотопическом замещении атомов решётки и 2) в результате появления динамических и статических возмущений электрического поля вблизи изотопической примеси в изотонически разупорядоченном металле. Изотопические эффекты в свойствах собственно электронной подсистемы металла (форма поверхности Ферми, закон дисперсии) как ожидается должны быть незаметными. Измерения теплоёмкости металлов Li [127] и Мо [129] при низких температурах, где электронная часть теплоёмкости значительно больше решёточной, не обнаружили изотопического эффекта в электронной теплоёмкости. Этот результат согласуется с тем, что электронный спектр металла и электрон-фононное взаимодействие в первом приближении не меняются с массой изотопа. [c.76]

Следует отметить также, что на кристаллохимическое состояние решетки и,- следовательно, на электромагнитные параметры ферритов оказывает существенное влияние собственная разупорядочен-ность решетки феррита, определяемая технологией его изготовления. [c.106]

В кристаллах могут присутствовать и другие типы собственных дефектов, и для расчета их концентраций можно также воспользоваться уравнениями закона действующих масс. В гл. 3 приводился пример антпструктурного разупорядочения, являющегося следствием взаимного обмена местами некоторого количества атомов М и X, т. е. [c.100]

Существуют различные теории процесса плавления. Представления о локальном плавлении кристалла были развиты Леннард—Джонсом и Девонширом. По этой модели локальное разупорядочение объясняется расположением атомов по междоузлиям решетки (дефекты по Френкелю, см. 10.3.1). При температуре плавления Тил устанавливается равновесие между слегка разупорядо-ченным кристаллом (собственно кристаллом) и сильно разупорядоченным кристаллом (расплавом). [c.194]

Б проведенных электрофизических измерениях двуокиси циркония с различными стабилизирующими добавками было установлено, что получение материала с электронной проводимостью может быть осуществлено только путем использования добавки с собственной электронной разупорядоченностью. В системе ггОз——СеОз был выявлен, таким образом, состав с 50%-й электронной проводимостью при сохранении высокого уровня общей проводимости циркониево-иттриевого твердого раствора, а в системе 2гОз—УзОз—Н(120з — состав, обладающий при 15—25% электронной проводимости очень малой величиной удельной испаряемости при температурах выше 2000°. [c.49]

Особое место среди структурно-разупорядоченных соединений занимает бэта-глинозем P-AI2O3. Этим термином обозначают семейство полиалюминатов одновалентных металлов, отличительной особенностью которых является возможность получать при низких температурах высокую униполярную проводимость по целому ряду однозарядных катионов. Собственно р-глинозем является полиалюминатом натрия. Его состав отвечает эмпирической формуле ЫагО-пАЬОз, в которой п может изменяться в пределах от 5,33 до 8,5. Обрабатывая р-гли-нозем в различных расплавленных солях, удается полностью заместить в нем ионы натрия другими одновалентными катионами— щелочных металлов, серебра, аммония и др., а при обработке в водороде — протонами. Высокая подвижность этих катионов обусловлена особенностью их размещения в структуре р-глинозема. [c.53]

На рис. 4.5 точка пересечения сплощных прямых [Ум и [Ух ] соответствует давлению рстех лежащему внутри интервала Р-—Р+, в котором преобладающими дефектами являются электроны и дырки. Это соответствует предположению, принятому при постановке рассматриваемой задачи о том, что при стехиометрическом составе кристалл является собственным полупроводником. Однако такое предположение не ограничивает применимости полученных приближенных решений, поскольку при их нахождении использовались лишь ограничения, накладываемые на параметры а и р. На рис. 4.5 возможный ход зависимостей для концентраций нейтральных вакансий изображен также пунктирными прямыми. Точка их пересечения, отвечающая стехиометрическому составу, находится при давлении рстех лежащем вне интервала собственной электронной разупорядоченности Р-—Р+, а именно в области II, в которой доминирующими дефектами являются электроны проводимости и положительные вакансии Ух+. Поэтому такой кристалл при стехиометрическом составе является собственно-дефектным полупроводником п-типа, а переход к собственной проводимости происходит лишь при избыточном содержании X. В остальном же поведение такого кристалла не отличается от ранее рассмотренного. [c.123]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология