弗兰克尔缺陷相对产生困难。因为间隙中挤入自身原子很困难,数量少 离子晶体中 缺陷的存在不应破坏正负电荷的平衡。点缺陷是带电中心。 对于肖特基缺陷:为保持电中性,正、负离子空位是成对产生的,同时伴随晶体体积增加。 正离子空位带负电,称负电中心;负离子空位带正电,称正电中心 产生一个正电中心的同时,必产生一个负电中心一一产生空位对 对于弗兰克尔缺陷:缺陷本身是空位加间隙原子,二者成对产生,晶体体积不发生改变。 正电中心数量(间隙正离子)=负电中心数量(正离子) 般情况下:离子晶体中正负离子尺寸差异较大 对于配位数小的晶体:小离子挤入相邻间隙的难度不太大,故弗兰克尔缺陷常见 对于配位数大的晶体:由于排列紧密,肖特基缺陷常见,弗兰克尔缺陷难形成。 离子晶体中的点缺陷对晶体的导电性起了重要作用 热缺陷的浓度表现为随着温度的上升成指数上升。对于某一特定的材料,在一定温度下 都有一定的热缺陷。 ②杂质缺陷:由于外来原子进入晶体而产生的缺陷 杂质原子进入晶体后,因其和原有的原子性质不同,它不仅破坏了原子的规则排列,而 且引起杂质原子周围的周期势场改变,形成缺陷。 与热缺陷不同,如果杂质含量在固溶体的溶解度极限之间,杂质浓度与温度无关。(杂 质含量一定且在极限之内,温度变化,缺陷浓度不变) ③非化学计量结构缺陷(电荷缺陷) 在普通化学中,定比定律认为,化合物中不同原子的数量要保持固定的比例。但在实际 的化合物,有一些并不符合定比定律,正负离子的比例并不是简单的固定比例关系,这些化 合物称非化学计量化合物 这些化合物,其化学组成会明显地随着周围气氛的性质和压力大小变化而发生偏离化学 计量,从而产生缺陷 这是一种由于在化学组成上偏离化学计量而产生的缺陷。这种偏离虽然很少,但是对于 半导体、催化、烧结领域有重大影响 (化合物化学式或分子式符合倍比定律和定比定律,即:构成化合物的各个组成,其含量相 互间成比例且固定。) 3.1.2描述缺陷的符号和单位 (1)克罗格-明克符号 要表达材料中可能同时存在的各种缺陷,须用一套适当的符号系统来描述。目前普遍使 用的描述点缺陷的是克罗格-明克符号 在此表示法中,缺陷被分为三部分来描述 主体符号——表明缺陷种类 下标一一表明缺陷所占的位置 上标一一表明缺陷相对于理想晶格的有效电荷。 (2)缺陷浓度 通常用浓度来描述点缺陷的量的多少 浓度有多种单位,最常用的是单位体积缺陷的数目(数目/cm3) 热缺陷的浓度与温度的关系为