無機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ)(2)(編輯修改稿)
2025-05-30 18:43 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 1 2 ● 如何用方程描述這一過程呢？ 材料科學(xué)與工程學(xué)院 無機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) ? 離子離開正常格點(diǎn)進(jìn)入表面或界面而在晶體內(nèi)部形成空位所形成的缺陷稱為 肖特基缺陷 ? 特點(diǎn)是 由于晶體內(nèi)部要保持電中性所以陽(yáng)離子空位和陰離子空位必然同時(shí)出現(xiàn)。 ? 肖特基主要發(fā)生在陰陽(yáng)離子相差不大的情況下 材料科學(xué)與工程學(xué)院 無機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● □ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● □ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 1 2 ● ● 3 4 如何用方程描述這一過程呢？ 材料科學(xué)與工程學(xué)院 無機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) 晶體中陽(yáng)離子和陰離子按照計(jì)量比形成的間隙缺陷對(duì)稱為反肖特基缺陷 ，表面離子進(jìn)入晶體內(nèi)部間隙所造成的 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 1 2 □ □ 3 3 ● ● 4 如何用方程描述這一過程呢？ 材料科學(xué)與工程學(xué)院 無機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) ? 雜質(zhì)缺陷 是指由外來雜質(zhì)組分（原子、離子或基團(tuán)）進(jìn)入晶格而引起的各種缺陷。（固溶 – 量不是太大） ? 可以分為間隙式和置換式。 ⑴間隙式 雜質(zhì)原子或離子進(jìn)入到晶體的間隙位置形成間隙原子或離子。 如氟化鈣中摻入氟化釔，釔占據(jù)鈣的亞晶格，不容易形成 Ca空位， F進(jìn)入間隙解決。 如何用方程描述這一過程呢？ 材料科學(xué)與工程學(xué)院 無機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) 置換型雜質(zhì)缺陷形成主要有 等價(jià)置換、空位機(jī)構(gòu)、填隙機(jī)構(gòu)、變價(jià)機(jī)構(gòu)、補(bǔ)償機(jī)構(gòu) 幾種類型的置換型。 等價(jià)置換 ? 電價(jià)相同，離子尺寸、晶體結(jié)構(gòu)相差不大，通過固溶產(chǎn)生晶格畸變達(dá)到摻雜的目的。 如 SrTiO3的 Sr鍶置換 BaTiO3中的鋇 ，Ti占 Ti位置， O占 O位置。 如何用方程描述這一過程呢？ 材料科學(xué)與工程學(xué)院 無機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) 電價(jià)不同就調(diào)整電價(jià) ? 空位機(jī)構(gòu) ? 雜質(zhì)原子或離子取代正常格點(diǎn)上原有的離子時(shí)，如果取代離子的價(jià)態(tài)和原有離子的價(jià)態(tài)不同，為了保持電中性，可能伴隨著相應(yīng)數(shù)量的空位的生成。 ? 如氧化鋁進(jìn)入氧化鎂和氧化鈣進(jìn)入氧化鋯（ 練習(xí) ） ? 填隙機(jī)構(gòu) ? 晶體中，存在較大的結(jié)構(gòu)間隙（如八面體空隙），雜質(zhì)離子半徑小，則可能形成填隙機(jī)構(gòu)的缺陷。 ? 如氧化鋯晶體中摻雜氧化鈣時(shí)，如果是在比較高的溫度下進(jìn)行則會(huì)出現(xiàn)不同的情況， 氧化鋁溶入到氧化鎂（ 練習(xí) ）中也可能發(fā)生類似情況。 如何用方程描述這一過程呢？ 材料科學(xué)與工程學(xué)院 無機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) ? 生成電子和空穴的置換 在生成空位和間隙的置換中，置換的原子都沒有發(fā)生電價(jià)的變換，因?yàn)樗麄儧]有足夠的能量電離出空穴或者自由電子； 但是有些半導(dǎo)體摻入雜質(zhì)時(shí)由于其禁帶的寬度比較小，很容易就電離出電子或空穴，發(fā)生生成電子或空穴的置換。它們最初形成中性缺陷，但是很容易電離出電子或空穴。 半導(dǎo)體基礎(chǔ) 材料科學(xué)與工程學(xué)院 無機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● As B 導(dǎo) 帶 價(jià) 帶 ED= EA= SGeA*BGe*由于點(diǎn)缺陷的存在，使得點(diǎn)缺陷周圍的電子能級(jí)與眾不同，可以在晶體的禁帶中造成高低不等的能級(jí)，由于這些能級(jí)局限于點(diǎn)缺陷附近故稱為 局域能級(jí)，施主缺陷、受主缺陷 A B 如何用方程描述這一過程呢？ 材料科學(xué)與工程學(xué)院 無機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ) ? 變價(jià)機(jī)構(gòu) ? 陽(yáng)離子存在可變的化合價(jià)，電荷平衡可通過晶體中陽(yáng)離子價(jià)態(tài)的改變來實(shí)現(xiàn)電中性（比形成空位
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