《固體中的點(diǎn)缺陷》ppt課件-文庫吧
2025-04-21 22:05 本頁面
【正文】 符號表示 。 ? 電子缺陷用 e表示，空穴缺陷用 h表示 。 ? 用被取代原子的元素符號表示缺陷是處于該原子所在的點(diǎn)陣格位上 。 ? 用字母 i表示缺陷是處于晶格點(diǎn)陣中的間隙位臵； ? 有效電荷相當(dāng)于缺陷及其四周的總電荷減去理想晶體中同一區(qū)域處的電荷之差 在 AB化合物固體中，如果它的組成偏離化學(xué)整比性， （ 1）固體中存在有空的 A格位或空的 B格位， 即 A空位 VA或 B空位 VB. (2)可能存在有間隙的 A原子 Ai或間隙的 B原子 Bi 若在 AB化合物的晶體中，部分的原子互相占錯了 格位的位臵，即 A原子占據(jù)了 B原子的位臵， B原子 占據(jù)了 A原子的位臵，則分別用符號 AB和 BA表示。 當(dāng) AB晶體中摻雜了少量的外來雜質(zhì)原子 F時(shí)， F可以 占據(jù) A的格位（表示為 FA)或 B的格位（表示為 FB）， 或者處于間隙的位臵（表示為 Fi） 舉例： （ 1） 從含有少量 CaCl2的 NaCl2溶體中生長 NaCl晶體， 主要點(diǎn)缺陷是什么？ CaNa 和 VNa′ （ 2） 在 HCl氣氛中焙燒 ZnS ClS 和 VZn〞 (3)在 SiC中，用 N5+取代 C4+時(shí) NC 和 e （ 4）在 Si中，當(dāng) B3+取代 Si4+時(shí) BSiˊ 和 h （ 5）過量的 Zn原子溶解在 ZnO中 Zni 和 2e 本征缺陷 本征缺陷 具有本征缺陷的晶體是指那些不含外來雜質(zhì)但其結(jié)構(gòu)并不完善的晶體 (1) 晶體中各組分偏離化學(xué)整比性； (2) 點(diǎn)陣格位上缺少某些原子 /離子 (空位缺陷 )； (3) 在格位的間隙處存在原子 /離子 (間隙缺陷 )； (4) 一類原子 /離子占據(jù)了另一類原子 /離子本該占據(jù)的格位 (錯位缺陷 )。 本征缺陷 ? 例一：加熱 FeO(方鐵礦 )，失去部分正離子，同時(shí)帶走兩個電子，形成空位缺陷： ? 例二：過量 Zn原子可以溶解在 ZnO中，進(jìn)入晶格的間隙位，形成 ，同時(shí)它把兩個電子松弛的束縛在其周圍，形成 ，也可以寫作 +2e’，這兩個電子很容易被激發(fā)到導(dǎo)帶中。 ? 例三： Fe3O4中，全部的 Fe2+和 1/2的 Fe3+統(tǒng)計(jì)的分布在由 O2離子密堆積所構(gòu)成的八面體間隙中，其余 1/2量的 Fe3+則位于四面體間隙，這種亞晶格點(diǎn)陣位臵上存在不同價(jià)態(tài)離子的情況也是一種本征點(diǎn)缺陷。由于在 Fe2+ Fe3+ Fe2+ Fe3+…… 之間，電子可以遷移，所以 Fe3O4是一種本征半導(dǎo)體。 39。39。FeV..iZn?iZn ..iZn熱缺陷的定義 ? 當(dāng)晶體的溫度高于絕對零度時(shí)，晶格內(nèi)原子吸收能量，在其平衡位臵附近熱振動。溫度越高，熱振動幅度加大，原子的平均動能隨之增加。熱振動的原子在某一瞬間可以獲得較大的能量，掙脫周圍質(zhì)點(diǎn)的作用，離開平衡位臵，進(jìn)入到晶格內(nèi)的其它位臵，而在原來的平衡格點(diǎn)位臵上留下空位。這種由于晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)熱運(yùn)動而形成的缺陷稱為熱缺陷。 熱缺陷類型 ? 按照離開平衡位臵原子進(jìn)入晶格內(nèi)的不同位臵，熱缺陷分為 二類： 1. 弗倫克爾缺陷（ Frenkel） 離開平衡位臵的原子進(jìn)入晶格的間隙位臵，晶體中形成了弗倫克爾缺陷。 弗倫克爾缺陷的特點(diǎn)是空位和間隙原子同時(shí)出現(xiàn)，晶體體積不發(fā)生變化，晶體不會因?yàn)槌霈F(xiàn)空位而產(chǎn)生密度變化。 2. 肖特基缺陷（ Schottky） 離開平衡位臵的原子遷移至晶體表面的正常格點(diǎn)位臵，而晶體內(nèi)僅留有空位，晶體中形成了肖特基缺陷。 晶體表面增加了新的原子層，晶體內(nèi)部只有空位缺陷。肖特基缺陷的特點(diǎn)晶體體積膨脹，密度下降。 肖特基缺陷和弗倫克爾缺陷 AgBr中的 Frenkel缺陷 KCl中的 Schottky缺陷 ? 弗倫克爾缺陷濃度： ? nF:弗倫克爾缺陷數(shù)目， N:格位數(shù)， Ni:間隙數(shù)， ?F:形成一對空位和間隙原子 /離子所需要能量 )2e x p()( 2/1 kTNNnc FiF
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