式中:N一热缺陷浓度 ΔG一缺陷形成能 故热缺陷浓度随着温度的升高呈指数上升,随缺陷形成能的升高而降低。 在同一种晶体中,生成肖特基缺陷与弗兰克尔缺陷的能量差别很大,所以,在某种特定 晶体中,某一种缺陷占优势。 3.1.3缺陷的化学反应表达式 处理缺陷时,可把其视为化学物质。一定条件下,像化学反应似的发生反应,由化学平 衡观点,用类似反应式来描述。 缺陷的形成和相互作用可以由缺陷的化学反应表达式来描述,要求必须遵循一些基本规 则一一位置、质量、电荷平衡。 ①位置关系:在化合物MX中M位置数和X位置数总是保持a:b。 如果实际晶体中,M与X比例不符合原有的位置比例关系,则表明晶体中存在缺陷。(比 例不变,每种类型的位置总数可变。) 当缺陷发生变化时,有可能引入空位,也可能把空位消除,这相当于增加或减少点阵位 置数。但发生这种变化时,要服从位置关系 ②质量平衡:缺陷方程的两边必须保持质量平衡。 缺陷符号的下标只是表示缺陷的位置,对质量平衡没有作用 ③电荷守恒:晶体即使出现了各种缺陷也应保持电中性 电中性的条件要求缺陷反应两边具有相同数目的总有效电荷,但不必等于0 例 3.2固溶体 含有外来杂质原子的晶体称为固体溶液,简称固溶体。 溶质溶入溶剂晶格内且保持溶剂晶格结构不变,形成的物质(单一的、均匀的晶态圊体) 称为固溶体。 溶质原子B溶入溶剂A所形成的均匀晶体为固溶体。仍保持溶剂A的晶体结构,B溶入 A的量越多,称A溶解B的能力越强 固溶体有三个基本特点: 仍然是晶体。 ②该晶体的结构不因溶质原子的溶入而改变。 ③溶质原子(杂质、掺杂原子)与溶剂原子(原组分、含量高组分)在原子尺度上随机混 3.2.1分类 根据固溶体的不同特点,分为不同类型 (1)按溶质原子在溶剂晶格所处的位置分 置換型固溶体:溶质原子占据溶剂晶格中结点位置 间隙型固溶体:溶质原子进入溶剂晶格中间隙位置 (2)按固溶度的大小分 有限固溶体:溶质原子在溶剂中的溶解度有一极限 无限(连续)固溶体:溶质与溶剂可以任何比例相互溶解 (把摩尔分数>50%的组元称为溶剂) (3)按溶质原子与溶剂原子的相对分布情况分 有序固溶体:溶质原子按一定比例、顺序、方向有规律排列 无序固溶体:溶质原子统计式或概率地分布,没有秩序性或规律性