Структуры 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]

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]

Энергия активации процесса образования точечных дефектов зависит от их типа, химической природы вещества и его структуры, поэтому, хотя в решетке любого немолекулярного кристалла присутствуют одновременно все виды точечных дефектов, одни из них (с меньшей энергией активации) обычно преобладают над другими. Энергия образования дефектов по Шоттки при прочих равных [c.85]

Некоторые виды дефектов в решетках реальных кристаллов (типа структур Шоттки или Френкеля) не связаны с изменением химического состава их существование не ставило перед химией вопроса о пересмотре основных стехиометрических законов. Структуры замещения или внедрения, т. е. твердые растворы первого или второго род , особенно в сплавах, прекрасно укладываются в широко известную картину диаграмм состояния с областями твердых растворов. Существование твердых растворов неясностей в освещение стехиометрических законов химии (закона постоянства состава, закона простых и кратных отношений и др.) не вносило. [c.456]

Широкозонный фотовольтаический преобразователь. Основой солнечной батареи является фотопреобразователь, в котором имеются полупроводниковые структуры с внутренним электрическим полем. Эти структуры приводят к разделению рождённых светом носителей тока и генерации фото-ЭДС. Такими структурами являются р-п-переход, барьер Шоттки и гетеропереход. Общепринято считать, что эффективность фотовольтаического преобразования не может быть высокой. Это мнение основано на эффективности солнечных элементов, чей КПД не превышает 20% для коммерческих и порядка 30% для лабораторных образцов. Однако столь низкая эффективность больше обусловлена характеристиками солнечного спектра, чем предельными физическими ограничениями самого фотовольтаического преобразователя. Основная проблема солнечного спектра — его ширина отношение средней энергии фотона к ширине спектра на половине высоты — порядка единицы. Для эксимерных газовых источников это отношение порядка 10-20. В этом случае эффективность преобразования определяется соотношением между энергией фотонов и шириной запрещённой зоны Eg) материала преобразователя. [c.280]

Дефекты Шоттки встречаются чаще. Вообще всякие дефекты в структуре кристаллической решетки приводят к увеличению потенциальной энергии ее, что представляет особый интерес для теоретического гетерогенного катализа. В развитие этого вопроса иа основе теории полупроводников большой вклад внесен С. 3. Рогинским и Ф. Ф. Волькенштейном. [c.152]

Локальные напряжения в твердом теле, так же как и грани, обладающие наибольшими значениями а, чаще всего являются центрами адсорбции. Наряду с гранями большое значение для адсорбции имеют дефекты структуры реальных кристаллов. Они изучаются физикой твердого тела, и здесь следует отметить лишь основные положения, непосредственно связанные с адсорбцией. Наиболее простыми- типами являются точечные дефекты по Френкелю, образованные избыточными (в междоузлиях) или внедренными атомами (или ионами), и дефекты по Шоттки, образованные недостающими в решетке атомами — вакансиями. Организованные совокупности точечных дефектов представляют собой дислокации, краевые (линейные) или винтовые. Дислокации выходят на поверхность в виде ступенек и обусловливают в основном несовершенство поверхностей. [c.138]

Дефекты по Шоттки ( структуры разрыхления ) заключаются в том, что атомы из части узлов перемещаются на поверхность кристалла, оставляя вакансии, в которые могут переходить атомы изнутри, а вакансии могут диффундировать внутрь кристалла. Нагревание способствует образованию таких структур разрыхления . Схема их образования [c.136]

Первые две группы решеток являются преобладающими и характеризуются дефектами по Шоттки. Для структур третьей группы характерны дефекты но Френкелю, которые возникают лишь при больших различиях в радиусах ионов, что делает решетку подобного типа менее распространенной. Реже встречаются решетки четвертого типа, так как вероятность нахождения анионов в междоузлиях очень мала. [c.337]

Второй тип дефектов вызван присутствием в фафитах примесных атомов и возможностью атомов углерода находиться в различных валентных состояниях. Вакантные узлы кристаллической решетки представляют собой дефекты по Шоттки. Атомы, смещенные из узла решетки в междоузлие, образуют дефекты по Френкелю . Скопление дефектов приводит к разрыву углеродной сетки и образованию клещевидных или линзообразных дефектов. Дефекты в структуре фафита возникают также при внедрении между слоями чужеродных элементов. При достаточно высокой их концентрации можно говорить об образовании соединений внедрения. [c.8]

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]

Эти представления советских физиков о дефектах кристаллической структуры реальных кристаллов оказались весьма плодотворными при теоретическом анализе разнообразных явлений и свойств твердых тел и были затем развиты в работах зарубежных исследователей — Шоттки [92], Вагнера [93], Мотта [14], Зейтца [13],Иоста [94] и других. Современная теория ионной проводимости кристаллов основана на идее существования дефектов в виде пустых анионных и катионных узлов. Возрастание ионной проводимости под действием пластической деформации кристалла объясняется увеличением концентрации именно таких дефектов [95]. [c.38]

Механизм диффузионных процессов в твердых телах бывает различным диффузия атомов по междуузлиям кристаллической решетки, по вакансиям в структурах Шоттки (см. гл. IV, 8), по протяженным дефектам монокристаллов (по дислокациям), по поверхности зерен в поликристаллах и т. д. Скорость диффузии очень сильно зависит от концентрации дефектов в кристаллах и от их вида. Особенно облегчается диффузия в твердых телах при большом числе дислокаций и при развитой поверхности зерен в поликристаллах. [c.49]

Некоторые виды дефектов в решетках реальных кристаллов (типа структур Шоттки или Френкеля) не связаны с изменением химического состава и не ставили перед химией вопросов о пересмотре основных стехиометрических законов. Структуры замещения или внедрения, т. е. твердые растворы первого или второго рода, прекрасно укладываются в широко известную картину диаграмм состояния с областями твердых растворов. Существование твердых растворов также не вносило неясностей в освещение стехиометрических законов химии (закона постоянства состава, закона простых и кратных отношений п др.). В самом деле образование, например, дистектики с двусторонией областью твердых растворов легко совместимо с представлениями, развитыми Н. С. Курнаковым [23]. В соединении постоянного состава, например АВ, растворяются как А, так и В (см. 11.16) возникает твердый раствор, фаза переменного состава, дальтонид, отличающаяся тем,что соединение постоянного состава, нанример АВ (дальтоновская точка), иа которо.м основана фаза, лежит в пределах области ее гомогенности (см. рис. П.12, а). Если соединение, на котором основана фаза,. лежит вие пределов области гомогенности фазы, такая фаза называется бертоллидной [24] (рис. 11.12, Ь). Бертоллиды этого типа мы предложили называть бертоллидами Курнакова. Они образуются элементамп 8Ь, В1, РЬ, Т1, Зп, Hg, С(1, 2п, Си, N1, Со, Ее [25] (например, у-фаза системы РЬ — Т1) и имеют характер сплавов. [c.245]

В НОВЫЙ наружный слой, во втором случае переход атома в поверхностный наружный слой) с образованием структуры Шоттки и диффузия по поверхности монокристалла или зерна (поликристаллита) — поверхностная однофазная диффузия [c.351]

Диффузия вне элементарных ячеек, диффузия по протяженным дефектам а) смещение атома из поверхностного или подповерхностного узла на поверхность (в первом случае переход атома в новый наружный слой, во втором случае переход атома в поверхностный наружный слой) с образованием структуры Шоттки и диффузия по поверхности монокристалла или зерна (поликристаллита) — поверхностная однофазная диффузия-, [c.447]

В разупорядоченных кристаллах проводящие катионы не локализованы в определенных местах решетки, а непрерывно кочуют по вакантным пустотам. Катионная подрешетка таких кристаллов разрушена и находится в квазижидком состоянии. При этом понятия вакансии и межузлия нивелируются, число вакансий близко или даже превышает число самих ионов. Поэтому к разупорядоченным кристаллам неприменима теория Френкеля — Шоттки, в основе которой лежит предположение о незначительных нарушениях идеальной структуры кристалла. [c.99]

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]

Наличием дефектов в структуре решетки обусловлена ионная проводимость кристаллов. Если дефекты являются дефектами по Френкелю, перенос элетричества осуществляется при движении вакансий и междоузельных ионов в объеме кристалла, причем в этом процессе обычно участвует практически ион лишь одного знака (как мы заметили ранее, обычно только катионы или только анионы в значительной степени переходят в междоузлия). Так, в случае кристалла AgBr переносчик электричества — катион Ag+ измеряемое на опыте число переноса аниона Вг равно нулю. При наличии дефектов по Шоттки (кристалл Na l) перенос заряда осуществляется как катионами, так и анионами в процессе движения катионных и анионных вакансий. [c.334]

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]

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]

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]

Энтропия катализатора характеризует многое степень упорядоченности его состояния и отсюда степень разнообразия образуемых катализатором активных структур и степень регулярности тех энергетических потоков, которые воспринимает на себя и отводит от себя катализатор в окружающую среду, в решетку, в носитель и передает другим а стивным центрам. В случае полупроводникового катализа она определяет степень упорядоченности дефектов решетки в виде сверхстехиометриче-ских атомов или вакансий Шоттки, которые играют значительную роль в катализе на полупроводниках. [c.4]

Механизм диффузионных процессов в твердых телах можно понять, если использовать наши сведения о кристаллической структуре твердых тел. В равновесии атомы твердого тела совершают тепловые колебания около узлов кристаллической решетки. В идеальной структуре твердого тела все узлы решетки совершенно равнозначны и процесс диффузии происходить не может. Однако в реальном кристалле нри заданной температуре сзш],ествует некоторое число термических дефектов — нарушений кристаллической решетки. Впервые гипотеза о термических дефектах, согласно которой в результате тепловых флуктуаций некоторые ионы могут покидать свои нормальные места в решетке и Ьереходить в положения между другими узлами (межузлия), была предложена Френкелем [13]. Впоследствии Шоттки [14] предположил также, что в ионных кристаллах равное число катионов и анионов может уходить со своих нормальных мест в решетке, создавая катионные и анионные вакансии. Примером систем с преобладанием дефектов по Френкелю могут служить некоторые галОгениды серебра (АдС1, AgBr). В "кристаллах галогенидов щелочных металлов термические дефекты принадлежат к типу дефектов по Шоттки [15]. [c.43]

Согласно первому предположению, сделанному Смекалем [26], процессы с низкой энергией активации и малым предэкспоненциальным множителем связаны с диффузией небольшого числа ионов по границам зерен (блоков мозаики) или вдоль трещин Смекаля. Разные кристаллы обладают различной мозаичной структурой, в результате чего проводимость, возникающая вследствие такого механизма, должна быть структурно-чувствительной. Очень правдоподобно предположение, что-энергия активации для диффузии вдоль трещин будет значительно меньше, чем для диффузии через решетку путем перемещения вакансий и атомов или междуузельных ионов следовательно, диффузия, по Смекалю, должна проявляться при низких температурах. Такое объяснение не исключалось, хотя оно почти не использовалось до конца тридцатых годов, так как теория Шоттки — Вагнера в эти годы приобрела большую популярность. В настоящее время в свете последних работ по дислокациям в кристаллах изложенная выше концепция представляется вполне заслуживающей внимания. [c.53]

О микродефектах в кристаллических структурах согласно теории Вагнера и Шоттки о местных дефектах см. L. W. Stro k [612], 25, В, 1934, 441—459 [605], 93, [c.156]

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]

Хотя часто считают, то структурные аномалии беспорядочно рассеяны по структуре, усовершенстованный метод Шоттки — Вагнера (см. главу вторую, раздел IV), учитывающий взаимное притяжение между дефектами, позволяет выявить дополнительные особенности бертоллидов. Однако окончательное теоретическое решение этого вопроса все еще не получено. [c.107]

Иногда считают, что у бертоллиды, можно рассматривать как логическое расширение класса твердых веществ, чьи оптические, электрические и кинетические свойства можно интерпретировать на основании механи ма, впервые предложенного Шоттки [279] и Френкелем [115] для чрезвычайно низких концентраций дефектов. В системах окислов и халькогенидов концентрация дефектов достаточно высока и оказывает влияние на формулу соединения и объем элементарной ячейки. В связи с тем, что в окислах и халькогенидах структура сама влияет на изменения состава или зависит от них, предложенный Шоттки и Френкелем механизм потребовал дальнейшего уточнения. [c.108]

В настоящее время существуют технологии получения нелегированного и р-типа легированного алмаза, поэтому основное внимание сосредоточено на исследовании фотовольтаических структур на основе униполярных барьерных структур (барьер Шоттки) и гетеропереходов между алмазной плёнкой и другим полупроводником п- или р-типа. В частности, в работе [60] было показано, что существует целый ряд металлов, с которыми алмаз образует контакт Шоттки. В то же время, с Т1С и некоторыми другими материалами образуется омический контакт. Природа контакта зависит также от способа обработки поверхности алмаза перед нанесением металлизации. Таким обра- [c.282]

Эта модель была разработана Эйрингом, Ри и Хираи [40] на основе квазирешеточных представлений, но содержит элементы кристаллитной модели и модели сжатого газа. Плавление в модели различимых структур представляется как результат образования двух типов дефектов — дырок и дислокаций. При этом дырки возникают также двух типов — Шоттки и Френ,-келя. Две различимые структуры — это, по существу, те же частицы, что и в эйнштейновском кристалле, но с несколько измененными свойствами из-за наличия сил натяжения на границах с дефектами, и газоподобные частицы, присутствующие в полостях, связанных с дислокациями (рис. 9). [c.18]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология