Дефекты атомные по Шоттки

Точечные дефекты. Точечными, или атомными, дефектами в структуре ионного кристалла (какими и является основная часть кристаллов силикатов) являются дефекты по Шоттки и по Френкелю (вакансии) и дефекты, связанные с примесными атомами (твердые растворы). К точечным дефектам относятся также электронные. [c.167]

Дефектом по Шоттки называется пустой узел в кристаллической решетке. Он может иметь место в ионных, атомных и молекулярных кристаллах. Этот дефект часто называют вакансией. [c.89]

Согласно этим расчетам, дефекты по Шоттки могут лишь крайне незначительно влиять на коэффициент расширения одноатомного твердого тела. Другой расчет можно основать на противоположной точке зрения, предполагающей, что термическое расширение имеет место вследствие образования дырок атомного размера, а межатомные расстояния не изменяются. Если ю составляет работу, необходимую для создания одной дырки, то получилось бы отношение [c.508]

Как уже отмечалось, к атомным нульмерным или точечным дефектам относятся вакансии, примесные атомы в регулярных узлах решетки и примесные атомы, дислоцированные в междоузлиях. Эти типы дефектов в принципе могут встречаться в решетке кристаллов в отдельности, но чаще всего они присутствуют в комбинации друг с другом. В зависимости от этого различают следующие типы атомных нульмерных дефектов твердые растворы (включая дефекты нестехиометрии), дефекты по Шоттки и дефекты по Френкелю. [c.67]

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]

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]

Атомная разупорядоченность Шоттки. Предположим сначала, что доминирующими атомными дефектами являются вакансии в подрешетках М и X (дефекты Шоттки). Тогда изменение состава кристалла по сравнению со стехиометрическим может происходить путем удаления атома X в газовую фазу согласно реакции [c.116]

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]

Постройте диаграмму Брауэра для кристалла АХ3, находящегося в равновесии с паром состава Х2, для случая преобладания разупорядочения по Шоттки и электронного разупорядочения в сравнении с атомным. Степень окисления атомов X равна -1. Ионизацию дефектов считать полной. [c.151]

Рис. В.15. Схема атомной решетки с дефектами по Шоттки (а) и дефекты по Шоттки в решетке Na l (б).

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]

Расчет дефектов по Шоттки можно выполнить с помощью известных термодинамических функций состояния. При возникновении дефектов в рещетке повышается как внутренняя энергия U, так и энтропия системы S. Равновесная концентрация дефектов получается тогда из условия минимума свободной энергии, из уравнения AF—AU—TAS (7.15). Следовательно, расчет концентрации дефектов сводится к определению величин AU и AS. Предположив, что никакого изменения объема не происходит и концентрация дефектов настолько мала, что исключается взаимное влияние атомных дефектов структуры, можно вычислить концентрацию дефектов по Шоттки для моноатомного кристалла, т. е. для кристалла, состоящего из атомов одного сорта. [c.218]

О роли некоторых кинетических факторов. Выше предполагалось, что при достаточно быстром охлаждении кристаллофосфора концентрации атомных дефектов остаются без изменения. Однако опыт показывает, что полное замораживание высокотемпературного равновесия, как правило, неосуществимо. Это объясняется сравнительно малой теплопроводностью фосфоров и большой скоростью диффузии ряда дефектов. Продолжительность охлаждения фосфоров мало зависит от температуры, тогда как скорость диффузии увеличивается с ростом ее экспоненциально. Особенно быстро происходит диффузия собственных дефектов, приводя прежде всего к аннигиляции междоузельных атомов с соответствующими вакансиями, а также к ассоциации вакансий и выходу их на дислокации, к снижению концентрации тепловых дефектов по Шоттки и к уменьшению отклонений от стехиометрического состава. Это проявляется, например, в том, что по достижении некоторой критической температуры Г рит дальнейшее повышение температуры прокаливания ряда бинарных соединений не изменяет определяемой по электропроводности растворимости в них избытка элементов, образующих эти соединения [90]. На самом деле, конечно, растворимость изменяется, однако измерения при комнатной температуре фиксируют одно и то же состояние, отвечающее Гкрит — температуре, при которой диффузия собственных дефектов замедляется настолько, что дальнейшее изменение концентрации их при охлаждении не происходит . Уменьшение отклонений от стехиометрического состава в процессе охлаждения приводит к расширению области давлений паров серы (цинка или кадмия), при которых образуются кристаллы ZnS и dS с низкой электропроводностью. Это еще один фактор, затрудняющий получение сульфидов с р-проводи-мостью. [c.206]

Наблюдаемые значения /С для собственного атомного разупорядочения представлены в табл. ХП1.3 и изменяются в пределах от 8-10 (дефекты по Шоттки в бромистом серебре AgBr) до 1,7(дефекты по Френкелю в теллуриде кадмия dTe). Если их отнести полностью к изменению колебательных частот, то это означало бы уменьшение частот в галогенидах щелочных металлов V /V = 0,76 для хлористого натрия 0,34 для фтористого лития [39] и увеличение частот в сульфиде свинца v7v == 1,4 [43]. Такая простая интерпретация может не подтвердиться, поскольку существенную роль играет и температурная зависимость Я или G. [c.321]

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]

При образовании точечных дефектов в их окрестности происходят заметные деформапии рещетки атомы вокруг вакансии сдвигаются в направлении этого дефекта, межузельный атом раздвигает близлежащие атомы (рис. 14.1, 14.2). Благодаря этому образование дефекта по Шоттки с перемещением атома на поверхность увеличивает объем кристалла менее, чем на один атомный объем, при этом плотность дефектного кристалла должна быть меньше по сравнению с идеальным кристаллом. Образование дефекта по Френкелю практически не меняет объем кристалла, вследствие чего его плотность останется неизменной. Поэтому сравнение измеренной экспериментально плотности кристалла с ее значением, вычисленным исходя из размеров элементарной ячейки ( рентгеновская плотность), приннипиально позволяет определить разность числа межузельных атомов и вакансий. [c.315]

Переходя ко второму члену триады — кристаллу, мы сразу встречаемся с почти непреодолимой трудностью — характеризовать активность идеального кристалла, лишенного атомной фазы. Дело в том, что, как уже давно показали Вагнер и Шоттки, а впоследствии Я. И. Френкель, идеальный кристалл термодинамически неустойчив при температурах обычных для катализа, так что и в нем и на яем в результате теплового беспорядка В03 никают различные дефекты. Это — либо вакантные анионные и катионные места по Шоттки, связанные с генезисом кристалла, либо сдвинутые из нормальных мест в междоузлия катионы (дефекты Френкеля), либо атомы, (вытолкнутые из решетки и адсорбированные на ней (дефекты, описанные Полтораком [10]). Эти атомы, как показал О. М. Полторак (см. подробнее его доклад), с термодинамической неизбежностью возникают на поверхности кристалла, причем такое самообрастание кристаллов атомной фазой происходит тем легче, чем дисперсией катализ1атор и чем непр авильней его кристаллы, а это именно и является обычным условием приготовления активных поликристаллических- катализаторов. [c.193]

Так как точечные дефекты имеют в трех кристаллографических нанравленнях атомарные размеры, их называют еще атомными дефектами. Дефекты по Френкелю и по Шоттки принципиально отличаются от линейных [c.217]

Кривые для зависимости концентраций антиструктурных дефектов от б идут более полого, чем для дефектов Шоттки или Френкеля наклон асимптот, изображенных пунктирными прямыми на рис. 3.1, для антиструктурных дефектов вдвое меньше, чем для дефектов Шоттки и Френкеля. Такое различие обусловлено следующим. В случае дефектов Френкеля и Шоттки все избыточное содержание одного из компонентов реализуется через дефекты, так что при больших отклонениях от стехиометрии концентрации доминирующих атомных дефектов приблизительно равны б . В случае же антиструктурных дефектов половина избыточного компонента размещается в узлах собственной подрешетки и только оставшаяся половина расходуется на образование дефектов. Поэтому при больших 1б концентрации доминирующих дефектов приблизительно равны 6/2 . [c.85]

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]

Роль атомных дефектов в связи с ионной проводимостью впервые была выяснена Френкелем [6]. Эта работа легла в основу представлений об атомном разупорядочении, развитых впоследствии Шоттки и Вагнером (см. гл. XIII). [c.168]

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]

На рис. XVI. 17, заимствованном из работы Таннхаузера [52], представлен построенный по данным Курника график температурной зависимости концентрации собственных атомных дефектов в стехиометрическом кристалле AgBr. На основании рисунка можно заключить, что при низких температурах преобладает разупорядочение по Френкелю, а при высоких — по Шоттки. Пара- [c.463]

Отсутствие зависимости D n от pzn можно объяснить собственными атомными дефектами, т. е. либо [Zn[] = [Vznl, либо [V n] [Vq]. Согласно оцененным нами константам равновесия, последнее более вероятно. Если это так, то наблюдаемая диффузия представляет собой диффузию Vzn- Если бы в течение опытов сохранялось равновесие по Шоттки, то наклон получающейся прямой равнялся бы при Яв =--4,04 эв на долю Я,111[(у) [c.499]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология