Типы атомного разупорядочения

Рассмотрим отдельно три основных типа атомной разупорядоченности. [c.80]

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]

Шесть типов собственного атомного разупорядочения 307 [c.307]

Простейшие типы атомных дефектов — точечные дефекты типа вакансий и внедренных атомов. Их образование можно представить как процесс, в результате которого часть атомов или ионов покидает регулярные позиции в узлах решетки и переходит в промежуточные положения, называемые междоузлиями. Незанятый узел решетки носит название вакансии. Неизбежность структурного разупорядочения лри Г>0°К легко обосновать термодинамически. Для элементарного кристалла концентрация вакансий выражается соотношением типа [c.103]

Здесь мы не будем искать точное решение системы уравнений, а воспользуемся приближенным методом решения, обычно используемым в задачах такого типа. Обратим внимание на то, что в каждом из приближенных решений, найденных выше для атомной разупорядоченности Шоттки, упрощенное условие электронейтральности содержит в левой и правой части по одному члену, а именно концентрации положительных или отрицательных доминирующих дефектов [е ]№[е+], [e+] [VM ] и [е-] i r[Vx ] соответственно для областей давления I, П, П1. Поскольку в рассматриваемом общем случае все уравнения аналогичны уравнениям для разупорядоченности Шоттки, можно полагать, что каждое приближенное решение обобщенной системы уравнений также будет соответствовать упрощенному условию электронейтральности (4.84), содержащему в обеих частях по одному члену. Перебирая таким образом все возможные комбинации противоположно заряженных дефектов, получаем следующие приближенные решения для доминирующих дефектов. [c.126]

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

Принципиально можно считать, что любое отклонение от полностью упорядоченного расположения частиц в кристалле создает собственное разупорядочение. Наиболее важными типами собственного разупорядочения являются атомные и электронные дефекты. Однако существуют и другие типы собственного разупорядочения. Например, известны разупорядочение движения и ориентационное разупорядочение. [c.150]

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]

Превращения с разупорядочением (переход порядок—беспорядок). Согласно классификации Бюргера, превращения могут происходить вследствие вращения определенных атомных группировок (например, молекулы СН4 в твердом метане) или статистического распределения атомов по эквивалентным местам решетки. Превращение первого типа протекает обычно быстро, а последнего — медленно Многочисленные примеры статистического распределения атомов по равноценным местам решетки при высоких температурах известны из металловедения. [c.165]

В ферритах как фазах переменного состава с возможными отклонениями от стехиометрии в кислородной и катионной подрешетках могут присутствовать все виды дефектов, наблюдающиеся в твердых телах точечные дефекты, каждый из которых относится к узлу или междоузлию протяженные дефекты, простирающиеся на многие элементарные ячейки электронные дефекты, обусловленные локальными нарушениями распределения зарядов в структуре. Каждый из этих видов разупорядочения может подразделяться на отдельные типы. Например, среди точечных (атомных) дефектов можно выделить следующие три основных типа [c.35]

Если для соединения характерно главным образом I-A- или S-A-разупорядочение, то изменение концентраций дефектов в зависимости от парциальных давлений можно определить аналогичным образом. Результат получается примечательным, поскольку речь идет о полупроводниковых свойствах. Причина здесь заключается в том, что атомные дефекты, участвующие в указанных типах разупорядочения, оказываются все либо донорами, либо акцепторами. В результате изменение отклонения от стехиометрии не обусловливает перехода проводимости от п- к р-типу, а вызывает лишь изменение в концентрациях электронов и дырок, причем в стехиометрической точке концентрация преобладающих электронных дефектов (а следовательно, и электронная проводимость) проходит через минимум. [c.338]

Для кристаллов неметаллических соединений, обладающих преимущественно ковалентной связью, характерны в основном те же типы атомной разупорядоченности, что и для интерметаллических соединений, а именно дефекты Шоттки, Френкеля и антиструктурные дефекты. Однако здесь картина значительно усложняется из-за взаимодействия атомных дефектов с квазисвободными электронами и дырками, в результате которого атомные дефекты могут находиться как в нейтральной, так и в заряженной форме. Поэтому при вычислении равновесных концентраций дефектов в полупроводниковых соединениях необходимо учитывать все квазихимические реакции, протекающие с участием как нейтральных, так и заряженных дефектов, в том числе квазисвободных электронов и дырок. [c.115]

Другие типы атомной разупорядоченности. Мы подробно рассмотрели нестехиометрический полупроводник МХг+б, в котором преобладающими атомными дефектами являются вакан- ии в подрешетках обоих компонентов (дефекты Шоттки), Задачу нетрудно обобщить и на случай произвольной атомной разупорядоченности, включающей дефекты Френкеля по компоненту М или X или антиструктурные дефекты. [c.124]

Хг (при недостатке X по сравнению со стехиометрическим составом). Различное влияние разных типов атомной разупорядоченности проявляется в том, что при разупорядоченности Шоттки и Френкеля избыточному содержанию X при высоких рх, соответствует проводимость р-типа, а при антнструктурной разупорядоченности проводимость /г-типа. При низких давлениях рХд недостатку X соответствует обратный тип проводимости п-тип при разупорядоченности Шоттки и Френкеля и р-тип при антнструктурной разупорядоченности. [c.129]

Диоксиды Zr02 и Се02 изоструктурны (структурный тип флюорита), преобладающий тип атомного разупорядочения — разупорядочение по Шоттки. Какие различия в концентрациях точечных дефектов можно ожидать для этих оксидов, легированных СаО (при одинаковых мольных долях последнего) Напишите квазихимические уравнения происходящих процессов. [c.151]

Если в результате разупорядочения в решетке немолекулярного кристалла образуются два типа атомных дефектов, то один из них обычно — донор, а другой —... электронов. Известно, что при нагревании кристалла Ag l часть ионов серебра покидает регулярные узлы, переходя в междоузлия, т. е. [c.324]

При АС>0 равновесие реакции (11,16) сдвинуто влево, а при Лб<0 — вправо. К сожалению, такая информация отсутствует. Гортер [1] и Бляссе [3] проанализировали различные энергетические факторы, влияющие на распределение катионов по подрешеткам. Рассматривая ферриты как чисто ионные соединения, они рассчитали вклад, вносимый в электростатическую энергию решетки кулоновским притяжением, борновской энергией отталкивания и энергией упорядочения. В табл. 14 представлены данные, полученные Бляссе для различных типов распределения ионов. В столбце 6 табл. 14 знак минус указывает на определенную дестабилизацию решетки, вызванную заметным отталкиванием анионов по сравнению с другим типом распределения. Значение этой энергетической составляющей не известно.. В столбце 7 дана поправка, отражающая увеличение кулоновской энергии для структуры с высокозарядными катионами в А-узлах решетки. Суммарная электростатическая энергия решетки мало изменяется при переходе одного типа распределения ионов к другому и, во всяком случае, не может служить критерием для оценки степени атомного разупорядочения. [c.108]

Третий тип симметричного атомного разупорядочения — аптиструктурное разупорядочение соответствует реакции [c.308]

Линейная связь между свободной энергией и температурой характерна для собственного электронного возбуждения. Используя данные Рашбрука [47], Джеймс и Ландсберг показали, что линейное изменение концентрации собственных носителей тока как функции 1/Т, а также и температурную зависимость ширины запрещенной зоны (АЕ) многих полупроводников нетрудно объяснить, если величину Л интерпретировать как свободную энергию. Джеймс также показал, что, несмотря на то что ширина запрещенной зоны, найденная из оптических данных (А опт)- отличается от ширины запрещенной зоны, определенной из термических измерений (Д тегж), температурная зависимость указанных величин (А опт и А терм) в первом приближении оказывается одинаковой. Отсюда следует, что величина АЯопт изменяется так же, как и свободная энергия возбуждения. Соответствующие формулы с ехр (— p/fe) в предэкспоненциальном множителе представлены в разделе IX. 1.5. Вероятно, что функции типа ехр (— р/й) появятся и для атомных дефектов. В разделе XIII. 1 отмечалось, что атомное разупорядочение можно описать, если исходить из нейтральных или заряженных дефектов, причем одни являются возбужденным электронным состоянием других. Если ширина запрещенной зоны зависит от температуры, то изменяется и энергия указанного возбуждения. Поэтому сомножитель ехр (— р/й), вероятно, имеется в выражениях предэкспоненциальных коэффициентов констант реакций образования заряженных и нейтральных дефектов, а также в уравнениях, содержащих отношение указанных коэффициентов. [c.321]

В таких условиях в стехиометрическом кристалле с равным числом разноименных дефектов атомное разупорядочение не приводит к избытку электронов или дырок доноры и акцепторы взаимно скомпенсированы. Поэтому избыток электронов или дырок обусловлен отклонением от стехиометрии. Это не так, если уровни расположены асимметрично. Теперь в компенсированном образце может быть больше носителей тока, чем в соответствующем образце без дефектов ( самоактивированная полупроводимость ) [73]. По-видимому, указанное явление характерно для сульфида кадмия [74—75]. Более резких различий нужно ожидать, когда положение уровней отличается настолько сильно, что ЮДИН дефект действует как однократный донор, а другой — как двойной акцептор, и наоборот. Такое поведение может наблюдаться в соединениях типа АВ и более вероятно для соединений АпВ, спф т. Оно отмечалось, по-видимому, в закиси меди и окиси хрома [76]. [c.349]

Таким образом, из девяти основных механизмов собственного атомного разупорядочения, составленных из двух типов дефектов, пять приводят к полностью компенсированному кристаллу, два — к образцам п-типа и два — к образцам р-типа (табл. XIII.7). [c.350]

Описание структурной модели. Результаты представленных в 2.1 экспериментальных исследований, а также приведенные в п. 2.2.1 представления о неравновесных границах зерен являются базисом для разработки структурной модели наноструктурных материалов, полученных ИПД [12, 150, 207]. Предметом этой модели является описание дефектной структуры (типов дефектов, их плотности, распределения) атомно-кристаллического строения наноструктурных материалов, а задачей — объяснение необычных структурных особенностей, наблюдаемых экспериментально высоких внутренних напряжений, искажений и дилатаций кристаллической решетки, разупорядочения наноструктурных интерметаллидов, образования пересышенных твердых растворов в сплавах, большой запасенной энергии и других. На этой основе становится возможным объяснение, а также предсказание уникальных свойств наноструктурных материалов (гл. 4 и 5). Вместе с тем, как было показано вьппе, типичные наноструктуры в сплавах, подвергнутых ИПД, весьма сложны. Более простым является пример чистых металлов, где основным элементом наноструктуры выступают неравновесные границы зерен. Структурная модель металлов, подвергнутых ИПД, может быть представлена следую-шим образом. [c.99]

Превращения, связанные с разупорядочением (изменением степени упорядоченности) структуры. Эти превращения могут быть разделены на быстро протекающие ориентационные и медленно протекающие позиционные превращения. При первых превращениях разупорядочение является следствием изменения ориентации (например, путем вращения) отдельных атомных групп. Подобные превращения происходят в шпинелях, содержащих катионы переходных металлов (например, Мп +, Си +) с асимметричным анионным окружением, переход материала из ферромагнитного в парамагнитное состояние за счет ориентации атомных магнитных моментов и т. д. К ориентационным превращениям типа порядок — беспорядок можно отнести переход между высокотемпературной а н-формой 2 a0-Si02 и низкотемпературной a i-формой этого соединения, структуры которых настолько близки, что достаточно очень небольшого смещения атомов в структуре, чтобы вызвать указанное превращение. При позиционном изменении степени упорядоченности происходит перераспределение атомов между узлами кристаллической решетки, что связано с диффузией атомов. Подобного рода медленные превращения приводят к образованию так называемых сверхструктур, обусловливающих появление дополнительных дифракционных отражений на рентгенограммах веществ. Для шпинелей, например, имеющих два типа катионных узлов (октаэдрические и тетраэдрические позиции в плотноупакованной кислородной решетке), подобные переходы особенно характерны и происходят за счет перераспределения катионов по этим позициям. Такого же рода переходы наблюдаются в оливинах, пироксенах, полевых шпатах. Например, в калиевом полевом шпате К20- А Оз-бЗЮг, образующим три полиморфные модификации две моноклинные — санидин и адуляр, объединяемые часто под общим названием ортоклаз, и одну триклинную — микроклин, обнаружено значительное различие в степени упорядоченности атомов Si и А1 по тетраэдрическим позициям структуры. В высокотемпературном ортоклазе имеется лишь частичная упорядоченность, а при понижении температуры за счет перераспределения атомов достигается [c.55]

Результаты расчета характеристических чисел х], показаны в табл. 7, а на рис. 7—8 изображены диаграммы 1п[1] =/ 1пРоЛ, построенные для ортоферрита лития различного состава. Нетрудно убедиться, что для кристалла с фиксированным составом и температурой изменение парциального давления кислорода в газовой фазе существенно влияет на концентрацию атомных и электронных дефектов, приводя даже к изменению типа разупорядочения. Это свидетельствует о том, что метод контролируемого изменения Ро, может быть эффективно использован для получения ферритов с заданной концентрацией дефектов. Разумеется, что анализ, выполненный на примере ортоферрита лития, может быть распространен на любые ферритообразующие окислы и ферриты. [c.287]

В соединении типа АВ (или МХ) с разупорядочением по Шоттки атомные дефекты имеют симметричные свойства одни образуют однозарядный донор-ный уровень, другие — однозарядный акцепторный уровень, причем донорный уровень расположен вблизи дна зоны проводимости, а акцепторный — недале-,ко от потолка валентной зоны. [c.349]

Для полного описания равновесия газ — твердая фаза с участием сложных структур, как это делалось в случае простых систем типа PbS, dFe и др., необходимо учитывать как транспортные реакции, так и реакции, описывающие собственное разупорядочение и образование собственных электронных и атомных дефектов (дефекты по Шоттки, см. разд. XII 1.1.8), а также условие нейтральности. Хотя для одной из шпинелей (Рез04) и была определена зависи- ю ть состава (отклонение от стехиометрии) от условий эксперимента (7, рог) [521, тем не менее до настоящего времени эта задача полностью не решена . [c.539]

Примерами фазовых переходов, когда характерные черты атомного распределения остаются неизменными, являются различные переходы порядок — беспорядок низкотемпературные фазовые переходы в галогенидах аммония, в которых упорядоченное расположение колеблющихся групп NH4 заменяется расположением с произвольной ориентацией [41 превращения в галогенводо-родных кислотах, связанные с взаимной разориентацией осей молекул и диполя [51 переходы, обусловленные разупорядочением в ориентации ионов и их слегка искаженного окружения в шпинелях, содержащих асимметрические ионы переходного металла (Мп " ) [61. Наконец, примером могут служить переходы магнитных материалов из ферромагнитного в парамагнитное состояние (точки Кюри и Нееля), связанные с понижением степени ориентации атомных магнитных моментов. Все эти явления относятся к ориентационному разупорядочению в кристаллах. Наблюдается также позиционное разупорядочение. Например, в иодистом серебре при низких температурах (Р Agi) ионы серебра образуют упорядоченную решетку выше точки перехода (а Agi) ионы Ag размещаются хаотически [7[. К этому же типу разупорядочения относится переход вюрцит-сфалерит в соединениях, аналогичных сульфиду цинка [3]. [c.618]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология