[理學(xué)]固體電子導(dǎo)論第四章(編輯修改稿)
2025-02-15 09:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 將試樣減薄到幾十到數(shù)百個(gè)原子層 (500nm以下 )，利用透射電鏡進(jìn)行觀察，可見到位錯(cuò)線。 位錯(cuò)的觀察： 位錯(cuò)客觀的存在于晶體中。 離位錯(cuò)線較遠(yuǎn)處，原子排列接近于完整晶體； 離位錯(cuò)線較近處，原子排列有較大錯(cuò)亂 位錯(cuò)的特征： 線缺陷的產(chǎn)生及運(yùn)動(dòng)與材料的韌性、脆性密切相關(guān)。 三、面缺陷 表面 在晶體表面，垂直于表面方向上平移對(duì)稱性被破壞，表面上的原子排列不同于晶體內(nèi)部，因此是一種面缺陷。 表面處的原子的排列一般具有二維的周期性。 單晶體 多晶體 晶界 內(nèi)部的晶體位向完全一致 包含著許許多多的小晶體，每個(gè)小晶體的內(nèi)部，晶格位向是均勻一致的，而各個(gè)小晶體之間，彼此的位向卻不相同。 晶界附近的原子排列較混亂，是一種面缺陷 堆積層錯(cuò) 抽出型層錯(cuò) 插入型層錯(cuò) 167。 空位、填隙原子的運(yùn)動(dòng)和統(tǒng)計(jì)計(jì)算 一、空位、填隙原子的運(yùn)動(dòng) 空位和填隙原子的跳躍依靠熱漲落，與溫度緊密相關(guān) .以填隙原子為例說明 勢壘 A BO?????????????????勢壘 約為幾個(gè) ? eV原子熱振動(dòng)能量 : eV210 ?填隙原子的跳躍 靠偶然性的熱漲落實(shí)現(xiàn) Tk Be ??? ??0跳躍率 : 能量超過 的幾率： ?TkBe ??原子的跳躍頻率： 0?二、空位、填隙原子的統(tǒng)計(jì)計(jì)算 盡管空位和填隙原子在不斷的產(chǎn)生和復(fù)合，但在一定的宏觀條件下，達(dá)到統(tǒng)計(jì)平衡時(shí)，點(diǎn)缺陷的數(shù)目是一定的 . 平衡nnFTSUF ??????? 0平衡時(shí)空位的統(tǒng)計(jì)計(jì)算 設(shè)晶體中有 N個(gè)原子，系統(tǒng)平衡狀態(tài)下若存在 個(gè)空位 ,形成一個(gè)空位的能量為 n? 晶體內(nèi)部的一個(gè)原子運(yùn)動(dòng)到表面，形成一個(gè)空位所需的能量 系統(tǒng)平衡 的自由能判據(jù) —— 在保持系統(tǒng)的溫度和體積不變的條件下，對(duì)于各種可能的變動(dòng)，平衡態(tài)的自由能為最小。 系統(tǒng)內(nèi)能增加： ?nU ??系統(tǒng)熵增加 !!)!(lnlnnNnNkCkSBNnNB?????系統(tǒng)自由能改變 STUF ?????平衡條件 00 ????????????????????TT nFnF只有 與 有關(guān) 系統(tǒng)自由能 FFF ???0F? n/ BkTsn N e????空位的平衡濃度： 填隙原子的平衡濃度： /IBu k TIn N e
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