Введение в теорию дефектов в ионных кристаллах

Согласно теории дефектов ионной решетки Шоттки и Вагнера, следует ожидать, что число положительных дырок или электронов, находящихся в термодинамическом равновесии с парами брома или металлическим серебром, абсорбированными кристаллом, зависит от степени беспорядка решетки. Идеальная решетка не способна абсорбировать в сколько-нибудь заметном количестве какие-либо заряженные частицы, независимо от знака их заряда. Константа скорости пропорциональна концентрации электронов, но степень беспорядка может быть сильно изменена введением в решетку бромида серебра двухвалентных катионов, например ионов С(1+2, которые увеличивают число вакантных серебряных узлов и одновременно уменьшают число междоузельных ионов Ag+ и вакантных бромных узлов. Опытами Юнга [2] было показано, что при прочих равных условиях увеличение концентрации ионов С(1+2 вызывает значительное (до 50 раз) увеличение константы скорости движения ионов серебра и почти такое же уменьшение константы скорости движения ионов брома. Оба эуи результата прекрасно согласуются с теорией дефектов кристаллической решетки и позволяют оценить степень ее беспорядка. [c.90]

Глава I. ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ ДЕФЕКТОВ 1 ИОННЫХ КРИСТАЛЛАХ [c.10]

Мы начнем эту главу с краткого введения, посвященного некоторым вопросам радиационной физики ионного кристалла. Исследования по радиационной физике и химии необходимы для развития теории реального кристалла, имеют самостоятельный интерес и важны для практики в связи с разнообразными применениями атомной энергии [1]. При изучении дефектов в ионных кристаллах используется ряд методов изменения концентрации дефектов. В дополнение к таким воздействиям, как термический отжиг, пластическая деформация, введение различных примесей, можно применять оптическое излучение, рентгеновские и гамма-лучи, потоки частиц высокой энергии и т. п. [c.163]

Для оценки величин Яз ионных кристаллов, в частности галогенидов щелочных металлов, Яа+ и Яв- рассчитывают, принимая во внимание кулоновское взаимодействие, потенциал отталкивания Борна, поляризацию и притяжение Ван-дер-Ваальса. Первые расчеты [14, 15] проводились в приближении жесткой решетки. Теория значительно улучшается при введении поправки на перераспределение атомов, окружающих дефект. [c.313]

Теория структурных дефектов имеет большое значение для понимания природы нарушений кристаллической решетки. В этой связи представляют интерес гипотеза Строка и теория электропроводности твердых шелочных галогенидов, которая была развита Френкелем и Шоттки на основании процесса обмена местами щелочных ионов в этих солях. Над этой же проблемой работал и Вагнер он изучал многочисленные соли серебра, свинца и родственных им металлов. Лишь кратко можно упомянуть о значении окрашивания кристаллов щелочных галогенидов, полевого шпата и т. д. за счет радиоактивного излучения. Это окрашивание, согласно мeкaлy является следствием нейтрализации ионов до образования незаряженных атомов и, таким образом, искусственного создания структурных дефектов в местах их расположения в решетке. Наконец, можно указать на большое значение структурных дефектов в кристаллических фосфорах, в которых некоторые силикаты, например виллемит, первичный фенакит, а также диопсид, волластонит и т. д., играют важную роль. Были широко изучены также родственные изоструктурные соединения, такие, как ортогерма-наты Роль мельчайших примесей посторонних металлов, введенных в этот вид структуры, можно легко понять в свете теории структурных дефектов. [c.700]

Мы не останавливаемся на теории электронного парамагнитного резонанса, открытого в 1944 году Е. К. Завойским. Ограничимся кратким изложением важных для дальнейшего рассмотрения результатов. Метод ЭПР стал применяться для изучения природы нарушений структуры в реальных кристаллах сравнительно недавно. Число работ здесь относительно невелико, но быстро растет. В случае спин-.электронного резонанса исследуется поглощение сантиметровых электромагнитных волн, обусловленное электронами в атомах, и электронами, локализованными на дефектах, суммарные спины которых отличны от нуля. В качестве примера можно указать хотя бы на работы Уоткин-са 14, 15] и Кувалара [16], изучавших спин-электронный резонанс кристаллов Li l, Na I и K I, содержащих примесь ионов Мп2+ и V +. Мп + является наиболее пригодным парамагнитным ионом для т их исследований. Марганец характеризуется большим временем спин-решеточной релаксации, и поэтому его спектр легко наблюдать даже при комнатной и более высоких температурах. Правда, исследования с Мп2+ затрудняются сложностью спектров ЭПР, так как спин ядра / равен 5/2 и велико сверхтонкое взаимодействие. При введении иона Мп + в кристаллы щелочных галогенидов избыточный положительный заряд в кристалле компенсируется положительными вакансиями или отрицательным зарядом примесей, подобным, например 0 . Взаимодействие иона Мп + с этими дефектами легко проследить в спектре ЭПР. При более детальном исследовании в кри- [c.226]