Вакансии в кристалле

Дефекты по Шоттки образуются при перемещении отдельных ионов на поверхность кристалла и возникновении незанятого узла кристаллической решетки—вакансии (рис. 102, а). При этом в целом электронейтральность решетки сохраняется. Различают положительные (катионные) и отрицательные (анионные) вакансии. Концентрации анионных и катионных вакансий в кристалле примерно одинаковы. На анионную вакансию может переместиться близлежащий анион, причем вакансия будет двигаться в обратном [c.167]

Это приводит к значительному увеличению электропроводности, вызванной движением вакансий. При высоких температурах собственная концентрация вакансий в кристалле оказывается существенно больше, чем концентрация вакансий, наведенных присутствием посторонних ионов. Поэтому область высоких температур и называется областью собственной проводимости. [c.107]

Рассмотрим типы точечных дефектов кристаллической решетки. На рис. 70, а приведена идеальная кристаллическая решетка решетка с атомами в междоузлиях и вакансиями (Френкель) показана на рис. 70,б, а возникновение вакансий за счет поверхностного испарения (Шоттки) приведено па рис. 70, в. Вакансии в кристалле перемещаются, так как их место может быть занято соседними атомами. Вакансии могут скапливаться в каком-нибудь одном месте — коагуляция вакансий. [c.111]

Рассчитайте содержание вакансий в кристалле хлорида натрия, если 72 [c.72]

В стадии предплавления имеет место сильное термическое расширение вещества, обусловленное большими амплитудами колебания структурных частиц и разрывом части химических связей. Для этой стадии характерно накопление вакансий в кристалле, содержание которых вблизи температуры плавления может достигать 1...2% (мае.). Появление вакансий приводит к необходимости перераспределения сил химической связи между оставшимися ионами, что является причиной возникновения сил отталкивания между катионами и анионами в соответствующих координационных сферах. Это вызывает дополнительное увеличение термического расширения кристалла вблизи температуры плавления, благодаря чему число слабых связей в решетке возрастает и кристалл становится все менее и менее твердым. Из-за склонности вакансий к флуктуационному слиянию при их скоплении образуются поверхности разрыва, отделяющие друг от друга отдельные атомные группировки — микроблоки. Это приводит к тому, что в момент плавления кристалла в расплав переходят не отдельные атомы, а их группировки. [c.105]

Подставляя (20.26) и (21.1) в (21.2), получаем стационарное пересыщение вакансий в кристалле - [c.318]

В дальнейшем мы часто будем касаться вопроса о заряде дефектов. Во многих местах дефекты могут существовать либо в нейтральном, либо в заряженном состоянии, что является результатом либо улавливания дефектом избыточного электрона, либо удаления одного из электронов, в нормальном состоянии связанного с дефектом (улавливание дырки). В качестве примера рассмотрим анионную вакансию в кристалле галогенида щелочного металла, например хлористого натрия. Удаление иона хлора из узла решетки приводит к тому, что [c.54]

Мы уже рассматривали энергию, которая требуется для образования данного вида дефекта решетки. Экспоненциальная зависимость концентрации дефектов от энергии образования ясно указывает, что в любом кристалле присутствуют в заметных количествах только те типы дефектов, для которых энергия образования минимальна, и дефекты других типов можно не рассматривать. Энергию образования некоторых вакансий и других типов дефектов можно рассчитать или определить экспериментально. Например, эксперименты по отжигу радиационных дефектов в образце меди, облученном ядрами дейтерия для создания вакансий, дали значение энергии 1,39 эв (32 ккал моль ), что хорошо согласуется с расчетной величиной 1,4 эв. Значения энергии образования вакансий в кристаллах галогенидов щелочных металлов можно определить также из данных о диффузии и ионной проводимости (см. гл. 6). [c.100]

Рассмотрим применимость понятия о кооперативном взаимодействии дефектов с более общих позиций на примере превращений того или иного рода в простом твердом теле постоянного состава. Несомненно, что именно такую природу имеют превращения типа порядок — беспорядок, магнитные и ферроэлектрические эффекты упорядочивания [13]. Еще одним примером подобного перехода служит процесс плавления, для которого известны связанные с опережением эффекты, проявляющиеся в макроскопических свойствах, но не существует ни одной строго обоснованной модели [14]. Наиболее существенными физическими особенностями процесса плавления являются 1) сохранение дальнего порядка вплоть до температуры плавления и его полное исчезновение при такой температуре, 2) внезапное разрушение кристалла при температуре плавления и 3) существование эффектов, предшествующих плавлению, и эффектов, проявляющихся непосредственно после плавления. Они проявляются в различных физических свойствах, таких, как теплоемкость, коэффициент теплового расширения и т. д. Излагаемые здесь предположения о механизме плавления основываются на существовании дефектов типа вакансий. Несомненно, что наиболее важное различие между твердым и жидким состояниями состоит в том, что в твердом теле существует дальний порядок, а в жидкости он отсутствует. В различных моделях, предложенных ранее, такое изменение порядка связывалось с резким изменением энтропии, которое действительно происходит при плавлении. В свое время были предприняты попытки связать процесс плавления с изменением упорядоченности структуры за счет увеличения числа вакансий при достижении температуры плавления. На этой основе было предложено несколько теорий [151, против которых, однако, можно высказать следующие возражения 1) равновесная концентрация вакансий должна быть очень небольшой вплоть до температуры плавления и 2) концентрация вакансий в кристалле должна [c.380]

На рис. 8-12 показаны последовательные координационные сферы вокруг электрона в анионной вакансии в кристалле щелочного галогенида со структурой типа каменной соли. [c.204]

Точечные дефекты в кристалле образуются в процессе роста, пластической деформации или термообработки. Равновесная концентрация вакансий в кристалле растет с повышением температуры по экспоненциальному закону. Подвергая кристалл закалке, т. е. фиксируя при низкой температуре его высокотемпературное состояние, можно создать избыточную концентрацию вакансий в кристалле. Именно из-за этого можно резко изменить механические свойства материала путем закалки. При сильно неравновесных условиях возможно пересыщение кристалла вакансиями, тогда они объединяются и образуют поры, перерастающие иногда в отрицательные кристаллы. [c.314]

Катионные вакансии в кристалле взаимодействуют с тепловыми анионными вакансиями, так что [c.206]

Однако это не совсем верно. Как видно из схемы, приведен-дой на рис. 52, а, переход атома на поверхность при образовании вакансии в кристалле не увеличивает число атомов на поверхности, ибо при этом один из атомов поверхности становится атомом в объеме (он закрывается перемещаемым атомом). Поэтому образование вакансий в решетке следует скорее рассматривать как растворение вакуума в кристалле, приводящее к увеличению общего числа узлов решетки (см. рис. 52, а) [c.236]

Из полученных выражений видно, что концентрации свободных электронов, дырок и заряженных вакансий в кристалле описываются. различными уравнениями и имеют различные температурные коэффициенты в зависимости от относительного значения констант равновесия Ке и Kv. С изменением температуры возможен переход от одной области к другой. [c.240]

Чтобы записать ту же реакцию в формализме структурных элементов, учтем, что при переходе атомов из объема на поверхность кристалла, атомы, находившиеся ранее на поверхности, становятся атомами в объеме, так что число узлов в объеме увеличивается, а на поверхности не изменяется. Поэтому в формализме структурных элементов (обозначения Крегера) реакция образования вакансий в кристалле простого вещества запишется в виде [c.73]

Отсюда вытекает, что константа Шоттки Къ имеет простой смысл это есть равновесная концентрация вакансий в кристалле стехиометрического соединения, разупорядоченного, по Шоттки, аналогично тому, как /Су есть равновесная концентрация вакансий в кристалле простого вещества (см. раздел 3.1). [c.78]

Нейтральные вакансии в кристалле простого вещества образуются в результате выхода атомов из узлов на поверхность согласно реакции [c.111]

Вакансии в кристалле теллура обладают акцепторными свойствами, поэтому наряду с квазисвободными электронами и дырками в нем имеются отрицательно заряженные (ионизованные) вакансии. В рассматриваемой области низких температур концентрация ионизованных вакансий мала по сравнению с концентрациями электронов и дырок, однако с повышением температуры она растет быстрее, чем концентрации электронов и дырок, и при температуре 5 200°С достигает сравнимого с ними значения. При температурах, превышающих 200 °С, доминирующими дефектами являются дырки и отрицательно заряженные вакансии, имеющие приблизительно равные концентрации. В этой области температур концентрация электронов проводимости значительно меньше концентрации дырок и кристалл является собственно-дефектным полупроводником р-типа. (Смена знака носителей в кристалле теллура обнаруживается измерениями эффекта Холла.) Переход от собственной проводимости к собственно-дефектной проявляется и в изменении наклона прямолинейных участков графиков, изображающих концентрации доминирующих дефектов в собственной области он равен половине ширины запрещенной зоны, а в собственно-дефектной области — половине энергии реакции (4.41), деленной на постоянную Больцмана. [c.114]

Если применить эту теорию к случаю молекулярного иона, локализованного на месте анионной вакансии в кристалле гало-генида щелочного металла, то позиционная симметрия иона будет Ол. [c.557]

В реальном кристалле вакансии постоянно зарождаются и исчезают. Общее число вакансий в кристалле подчиняется формуле Больцмана [c.454]

Гомогенные мембранные электроды. Гомогенные кристаллические мембраны обладают высокой селективностью, что дост гается ограничением перемещения всех ионов в кристалле, кроме основного. Вакансии в кристаллах соответствуют лишь определенным размерам, форме и распределению заряда ионов, поэтому их заполнение возможно лишь определенными видами ионов. Как правило, инородные ионы не могут войти в кристалл. Теория функционирования кристаллических мембран относительно проста. Такие электроды обладают теоретической ионной функцией. Влияние посторонних ионов может быть связано с изоморфным замещением и с некоторыми химическими реакциями, происходящими на поверхности электрода. [c.53]

Нарушения в решетке возникают также при введении посторонних веществ. Например, при добавлении Sr U к К.С1 часть ионов К+ в узлах решетки замещается ионами Sr +. Так как Зг несет более высокий положительный заряд, то для осуществления условия электронейтральности в кристалле должно возникнуть соответствующее количество катионных вакансий. Это приводит к значительному увеличению электропроводности, вызванной движением вакансий. При высоких температурах собственная концентрация вакансий в кристалле оказывается существенно больше, чем концентрация вакансий, наведенных присутствием посторонних ионов. Поэтому область высоких температур и называется областью собственной проводимости. [c.96]

Рассчитайте содержание вакансий в кристалле хлорида натрия, если плотность кристалла Na l равна 2,165 г/см , размер элементарной ячейки составляет 0,5628 нм. [c.66]

Согласно другой гипотезе [42] процесс электрохимической инжекции начинается сразу же после контакта электрода с раствором и происходит вследствие того, что металл, вышедший из объема кристалла наружу (см. рис. 1.10,6), понижает свою энергию за счет см.ачивания. Это приводит к снижению работы образования пары вакансия — атом на поверхности , т. е. к возрастанию равновесной концентрации вакансий в. кристалле. [c.37]

Однако в общем. случае стационарный режим приводит к формированию обогащенной по компоненту В зоны, толщина которой может намного превосходить значения, х-арак-терные для механизма послойного стравливания. Принципиальным моментом в этом процессе является создание диффузионных зон вследствие инжекции вакансий в кристалл и возможности транспорта атомов А по этим вакансиям. Вероятно, преимущественный выход А из положения 1 способствует переходу вакансий в глубь кристалла (по механизму Шоттки) [10]. В дальнейшем атомы компонента , , достигнув диффузионным путем поверхности, быстро ионизируются, а атомы компонента В переходят-в раствор вследствие послой-него стравливания. Таким образом, в стационарных условиях обогащенная зона сама является стационарной ее исчезновение со стороны раствора все время компенсируется постоянным достраиванием со стороны сплава. [c.39]

Рассмотренное явление может служить одной из причин того, что часто при пластической деформации кристаллов имеет место скольжение по плоскостям в этом случае растяжение, которое понижает энергию в определенных кристаллографических плоскостях, заставляет присутствующие дислокации располагаться предпочтительно в таких ориентациях кроме того, следует ожидать, что движение дислокации путем скольжения происходит легче, если она растянута. Для нас в данном случае наиболее важным фактом является то, что пороги обладают более высокой энергией в растянутых дислокациях. Следовательно, в условиях приближения к тепловому равновесию пороги будут реже и эти дислокации будут менее эффективнььми источниками выравнивания концентрации вакансий в кристалле. [c.31]

Основным типом точечных дефектов ионных кристаллов являются катионные и анионные вакансии (рис. 55). Легко сообразить, что эти вакансии различаются не только своим положением в элементарной ячейке кристаллической решетки, но и электрическими свойствами. Действительно, отсутствие положительного иона в кристаллическом узле (катионная вакансия) с точки зрения распределения электрического заряда эквивалентно появлению в этом узле отрицательного заряда. Следовательно, катионная вакансия в кристалле выступает как отрицательно заряженный точечный дефект. Аналогично, анионная вакансия несет эффективный положительный заряд. Пара вакансий противоположного знака в ионном кристалле получила название дефекпш Шоттки. [c.179]

Ионный тип структуры кристаллической решетки является причиной отличия локальной деформации вблизи вакансии в щелочно-галлоидном кристалле от таковой у вакансии в кристаллах других [c.179]

Другим важным методом, используемым для введения вакансий в кристалл, является добавление примесных атомов с валентностью, отличающейся от валентности соответствующих атомов самого кристалла. Эта система на самом деле представляет собой твердый раствор двух соединений. Смешанные кристаллы Ag l—СёС12 с малым количеством СёС12 показаны на рис. 27. В этой системе ионы С(1 + занимают [c.57]

Гоффман, Вильямс и Пассаглиа- " предположили, что у-пик носит мультиплетный характер и может быть разделен на два релаксационных процесса один из них обусловлен подвижностью в аморфных областях (у -релаксация), второй—релаксацией концов цепей и вакансий в кристаллах, образованных складками полимерных цепей (у -релаксация). [c.161]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология