Вакансии дефекты Шоттки

Вообще говоря, теория дислокаций — это область физики твердого тела и непосредственного отношения к теме данной книги она не имеет, тем не менее мы коротко, в общих чертах, рассмотрим применение этой теории в химии поверхностей. По-видимому, наиболее простыми типами дефектов являются дефекты, образованные избыточными, или внедренными, атомами, — дефекты Френкеля [70] и дефекты, образованные недостающими атомами или вакансиями, — дефекты Шоттки [71]. Такие точечные дефекты играют важную роль в диффузии и электрической проводимости в твердых телах, а также при внедрении солей в первичные решетки частиц иной валентности [72]. Термодинамически существование дефектов определяется энергией и энтропией их образования. Эта ситуация напоминает образование изолированных дырок и блуждающих атомов на поверхности. Дислокации в свою очередь можно рассматривать как организованную совокупность точечных дефектов дислокации представляют собой дефекты решетки и играют важную роль в механизме пластической деформации твердых тел. В отличие от точечных дефектов образование дислокаций обусловливается не столько термодинамическими требованиями, сколько механизмом возникновения зародышей и роста кристалла (см. разд. У П1-4). [c.215]

Для реакции образования нейтральных вакансий (дефектов Шоттки) в кристалле МХ [c.121]

Отсутствие одного нз элементов соединения в некоторых узлах его кристаллической решетки обусловливает изменение его состава — отклонение от стехиометрии . Известен ряд веществ, в кристаллах которых дефектов Шоттки так много, что отклонения от стехиометрии легко определяются химическим анализом. В зависимости от условий получения и роста кристаллов число вакансий может быть различным, поэтому нестехиометрические соединения обычно имеют непостоянный состав. К числу таких веществ относятся хорошо изученные оксид и карбид титана. Их состав можно выразить в общем виде формулами ТЮ , х = 0,70-г-1,30 и ЛСх, = 0,604-1,00. [c.152]

Картина усложняется при переходе от металлического кристалла к ионному. Здесь должна соблюдаться электронейтральность, поэтому образование дефектов связано с перераспределением зарядов. Так, появление вакансии катиона сопровождается возникновением вакансии аниона (рис. 145, а) такой тип дефекта в ионном кристалле называется дефектом Шоттки. Внедрение иона в междоузлие сопровождается появлением на его прежнем месте вакансии, которую можно рассматривать как центр заряда противоположного знака (рис. 145, б) здесь мы имеем дефект Френкеля. Указанные названия даны в честь [c.262]

Они изображены схематически на рис. 57. Из таких дефектов наибольшее значение имеют вакансии — дефекты по Шоттки (рис, [c.270]

Природа отклонений от стехиометрии в бинарных соединениях переменного состава состоит в том, что при любых температурах, отличных от абсолютного нуля, в реальном кристалле существуют дефекты структуры, С повышением температуры концентрация этих дефектов возрастает в силу увеличения энтропии системы (рост степени беспорядка). Наиболее упорядоченной структурой должен обладать идеальный кристалл, в котором каждый атом занимает предназначенный ему узел в подрешетке. При этом все узлы заняты, а все междоузлия свободны. Такая структура обладает полным порядком (энтропия равна нулю) и может быть реализована только при абсолютном нуле. При повышении температуры нарушения идеальной структуры возможны за счет возникновения незанятых узлов в кристаллической решетке, появления атомов в междоузлиях или существования в узлах решетки чужеродных атомов. Эти типы дефектов в кристалле являются простейшими. В реальных случаях возможно появление комбинаций этих дефектов. Возникновение таких дефектов в реальных кристаллах приводит к образованию ограниченных твердых растворов и появлению области гомогенности. Основные тины дефектов представлены на рис. 12. Рис. 12, а представляет схему идеальной кристаллической структуры бинарного соединения АВ. Рис. 12, б, б отражает существование незанятых узлов в подрешетках компонентов А и В. Такие незанятые узлы называются вакансиями или дефектами Шоттки. Это соответст- [c.57]

Это уравнение тождественно уравнению (9.9), в котором обр/2 есть энергия активации образования одного моля катионных вакансий, т. е. половина эиергии, требующейся для образования одного моля дефектов Шоттки. Подвижность вакансий по прежнему описывается уравнением (13.3), и, таким образом, в целом электропроводность в области собственной проводимости подчиняется уравнению [c.11]

Так же как и в низкомолекулярных соединениях структура реальных макромолекулярных кристаллов далека от совершенства. Одними из возможных вариантов нарушений периодического расположения атомов в решетке являются так называемые точечные дефекты отсутствие атома в узле кристаллической решетки (вакансия)—дефекты по Шоттки, наличие лишнего атома (междуузлие) или замена атома в узле решетки атомом постороннего вещества (дефекты по Френкелю). [c.37]

Имеется по крайней мере три общепризнанных механизма образований вакансий в решетках. Эти механизмы рассмотрены на примере строения простого ионного кристалла (рис. 5), но подобные явления могут иметь место и в кристаллах других видов. Одним из возможных путей образования вакансий является перемещение иона из его нормального положения в решетке в некоторое промежуточное положение. Такие вакансии называются дефектами по Френкелю [14]. (рис. 6). Вторая возможность образования вакансий — дефекты по Шоттки [26] — состоит в перемещении [c.32]

Во-вторых, в узлах решетки, которые в идеальном кристалле заполнены, атомы могут отсутствовать. Точечные дефекты такого вида называют вакансиями. В элементарной ковалентной решетке отсутствие одного атома (электрически нейтрального) не вызывает существенных нарушений в общем балансе электрических зарядов в кристалле. Однако в ионном кристалле (если рассматривать его в целом) вакансии в катионной или анионной подрешетке должны быть каким-то образом электрически скомпенсированы. Это условие выполняется, если имеется эквивалентное количество катионных и анионных вакансий или если на каждую ионную вакансию приходится такое же число ионов того же знака в междоузлиях. Комбинацию вакансии и иона в междоузлиях называют дефектом по Френкелю, а комбинацию анионной и катионной вакансий —дефектом по Шоттки. Требование компенсации заряда, как мы в дальнейшем покажем, может быть также удовлетворено, если в кристалле содержится примесь атомов с валентностью, отличной от валентности атомов самой решетки. Наконец, компенсации можно достигнуть простым введением избыточных электронов или, наоборот, удалением их из кристалла. Если вакансия образуется в металле, то происходит одновременное удаление положительно заряженного иона и компенсирующего электрона (электронов). [c.53]

Согласно учению о реальных твердых телах атомы примеси образуют так называемые точечные дефекты. К ним же относятся пустые узлы решетки или вакансии (дефект Шоттки) межузельные атомы (дефект Френкеля), а также носители тока электроны и дырки (см. рис. 23 и 24). Возникновение точечных дефектов в кристалле сопря- [c.49]

Пусть из кристалла dTe уходит в газовую фазу нейтральный атом теллура (нарушение стехиометрии), захватив с собой шесть из восьми электронов. Тогда вблизи образовавшейся вакансии (дефект Шоттки) останутся два электрона. Эти электроны могут стать собственностью всего кристалла (носителями тока), а вакансия зарядится дважды положительно, т. е. будет играть роль донора. К такому же результату приведет постулирование идеальной ионной связи в теллуриде кадмия, когда он образован из ионов d n Те . Удаление из кристалла ней- [c.50]

Нарушения идеальной структуры даже в самых мелких кристалликах возникают, главным образом, в результате тепловых колебаний, которые совершают частицы, находящиеся в узлах решетки. При таких колебаниях они смещаются из положений равновесия довольно значительно, особенно при высоких температурах. В некоторых случаях колебания столь велики, что частицы выходят из узлов решетки в междуузлия — так называемые дефекты Френкеля (рис. XIII.За). В других случаях частицы вовсе покидают кристалл (например, испаряются или выходят на поверхность), тогда в решетке остаются пустоты или вакансии, которые называются дефектами Шоттки (рис. XIII.36). И те и другие дефекты участвуют в тепловом движении и поэтому перемещаются внутри кристалла. Естественно, что присутствие дефектов облегчает диффузию примесей в кристаллах. Атомы примесей совершают скачки из одного узла решетки в другой. Такие скачки облегчаются, если возникают промежуточные незанятые узлы или между-узельные вакансии. [c.166]

Дефекты кристаллической решетки 0-мерные (296) — нарушения идеальной кристаллической решетки за счет разли 1..и в заполнении отде.пьиых узлов решетки. Основными являются вакансии (дефекты по Шоттки), когда узел решетки остается не занятым частицей, и дефекты по Френкелю — совокупность вакансии и частицы, занимающей нехарактерное междоузлие в решетке. [c.310]

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 повышении температуры происходит разупорядочение. В первую очередь возникают тепловые колебания составных частей решетки. Средняя амплитуда таких колебаний невелика и не превышает межузельного расстояния. Однако всегда существуют флуктуации энергии для частиц некоторые из них, имея су-нгественно большую энергию и амплитуду колебаний, могут покинуть регулярные позиции и попасть в междоузлие. Возникают дефекты двух типов (рис. 4) вакансии — незанятые места в решетке (дефект Шоттки), или внедрение частицы между узлами решетки (дефект Френкеля). Доказательство неизбежности наличия дефектов в кристаллах при температуре выше абсолютного нуля принадлежит Я. И. Френкелю. [c.46]

Между энергиями образования дефектов Шоттки (в галоге-н Тдах щелочных металлов), а также вакансий (в металлах) и температурами плавления этих веществ существует линейная корреляция, как это показано на рис. 13.8 для галогеиидов лития. Такая корреляция вполне объяснима, поскольку температура плавления характеризует энергию, необходимую для полно= го разрушения кристаллической решетки, и, следовательно, зависит от энергии последней. В то же время энергию образования дефекта Шоттки или вакансии можно приравнять энергии, необходимой для разрушения чрезвычайно малой области кристалла и удаления атома пли пары противоположно заряженных ионов из структуры. Таким образом, и в результате плавлеиия, и при образовании дефектов разрушаются связи. К сходству между этими двумя процессами можно добавить, что некоторые [c.18]

Рис. 13.8. Корреляция энтальпий образования дефектов Шоттки и энтальпий миграции катионных вакансий с температурами плавления галогеиидов лития [1].

В результате теплового воздействия некоторые атомы или ноны могут покидать свои места в узлах решетки и образовывать дефекты, называемые вакансиями Атомы или ионы ( собственные и чужие ) также могут появиться между узлами кристаллической решетки В ионном кристалле (в отличие от атомного) вакансии должны быть обязательно скомпенсированы электрически Комбинация вакансии и иона в междуузлиях называется дефектом по Френкелк) а комбинация анионной и катионной вакансий — дефектом по Шоттки Дефекты по Френкелю и Шотткн относятся к так называемым точечным дефектам Эти дефекты могут мигрировать в кристалле, чем объясняется самоднффузия и ионная проводимость Наличие примесных атомов или ионов в структуре сильно влияет на физические и механические свойства кристаллов Так, например, при добавлении 20% КВг к КС1 теплопроводность снижается на 50% Добавление к железу 1% N1, Мп или Сг приводит к повышению его твердости соответственно на /го, /в и V Примесные атомы нли ионы поглощают свет в тех областях, где чистый кристалл прозрачен, что может влиять иа его цвет В некоторых случаях возбуждается люминесценция [c.239]

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]

Однако прежде всего необходимо решить Вопрос о том, является ли дефектность монокристаллов дефектностью по Шоттки. Концентрация дефектов Шоттки оценивалась при сопоставлении рентгенографической плотности кристалла с его пикнометрической плотностью, и если в кристаллах некоторых составов по каким-либо причинам были макродефекты (трещины, поры), то мы легко могли бы ошибочно принять их за чикродефекты в виде вакансий, ибо сам метод позволяет лишь оценил. [c.186]

Число дефектов Шоттки можно опреде.дить таким же образом, если предположить, что катион п анион решетки реагируют с гипотетическими узлами, находящимися за поверхностными ионами, причем образуются вакансии и пара нонов, адсорбированных на поверхности (см. рис. 1,в). Число реакционноспособных узлов на поверхности равняется числу пар ионов па единицу площади тверхности /V,. Принимая во внимание, что занятие вакантного узла любым поверхностным ионом (соответствующего знака) происходит обратимо, и используя закон действия масс, получаем [c.38]

Еще в 1928 г. Гиле и его сотрудники [42] провели ряд работ, в которых было ясно установлено влияние пластических деформаций на проводимость галогенидов щелочных металлов. Создание напряжений выше предела текучести тотчас вызывало увеличение проводимости, за которым следовало медленное уменьшение ее до первоначальной величины. Смекал тогда уже оценил важность этих работ, но в тридцатых годах в связи с повышенным интересом к теории дефектов, и в частности дефектов Шоттки — Вагнера, опытам Гиле не было придано должного значения. В настоящее время эти ранние эксперименты можно объяснить, пользуясь теорией дислокации. Установлено, что в процессе пластической деформации вакансии порождаются дислокациями, вследствие чего проводимость возрастает медленное уменьшение проводимости вызвано агрегацией излишних вакансий, которые, в конце концов, осаждаются на дислокациях. [c.63]

Дефекты Френкеля можно представить себе так, как это показано па рис. 6, б и 7, в, где в каждом случае имеется комбинация вакансии и ме/к-доузельного атома. Междоузельпым (или внедренным) атомом называется такой атом, который смещен из своего нормального положения в решетке и находится между ее узлами. Из геометрических соображений можно заключить, что дефекты Шоттки должны встречаться более часто, чем дефекты Френкеля. Действительно, в случае кристаллов, построенных из одинаковых атомов или двух сортов ионов, имеющих примерно одинаковые размеры, для перемещения атома или иона в междоузлие требуется преодолеть значительный энергетический барьер. [c.216]

Смотреть страницы где упоминается термин Вакансии дефекты Шоттки : [c.31] [c.32] [c.263] [c.264] [c.270] [c.152] [c.29] [c.591] [c.290] [c.132] [c.110] [c.110] [c.322] [c.37] [c.39] [c.39] [c.60] [c.72] [c.105] [c.172] [c.216] [c.216]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология