【文章內(nèi)容簡介】 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● □ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 1 2 ● ● 3 4 材料科學與工程學院 材 料 化 學 晶體中陽離子和陰離子按照計量比形成的間隙缺陷對稱為反肖特基缺陷，這是由表面離子進入晶體內(nèi)部間隙所造成的 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 1 2 □ □ 3 3 ● ● 4 材料科學與工程學院 材 料 化 學 ? 雜質(zhì)缺陷 是指由外來雜質(zhì)組分（原子、離子或基團）進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進入間隙解決。 材料科學與工程學院 材 料 化 學 置換型雜質(zhì)缺陷形成主要有 等價置換、空位機構(gòu)、填隙機構(gòu)、變價機構(gòu)、補償機構(gòu) 幾種類型的置換型。 等價置換 ? 電價相同，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。 材料科學與工程學院 材 料 化 學 ? 空位機構(gòu) ? 雜質(zhì)原子或離子取代正常格點上原有的離子時，如果取代離子的價態(tài)和原有離子的價態(tài)不同，為了保持電中性，可能伴隨著相應數(shù)量的空位的生成。 ? 如氧化鋁進入氧化鎂和氧化鈣進入氧化鋯（ 練習 ） ? 填隙機構(gòu) ? 晶體中，存在較大的結(jié)構(gòu)間隙（如八面體空隙），則可能形成填隙機構(gòu)的缺陷。 ? 如氧化鋯晶體中摻雜氧化鈣時，如果是在比較高的溫度下進行則會出現(xiàn)不同的情況， 氧化鋁溶入到氧化鎂（ 練習 ）中也可能發(fā)生類似情況。 材料科學與工程學院 材 料 化 學 ? 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)生電價的變換，因為他們沒有足夠的能量電離出空穴或者自由電子； 但是有些半導體摻入雜質(zhì)時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。 半導體基礎 材料科學與工程學院 材 料 化 學 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● As B 導 帶 價 帶 ED= EA= SGeA*BGe*由于點缺陷的存在，使得點缺陷周圍的電子能級與眾不同，可以在晶體的禁帶中造成高低不等的能級，由于這些能級局限于點缺陷附近故稱為 局域能級，施主缺陷、受主缺陷 A B 材料科學與工程學院 材 料 化 學 ? 變價機構(gòu) ? 陽離子存在可變的化合價，電荷平衡可通過晶體中陽離子價態(tài)的改變來實現(xiàn)電中性（比形成空位間、隙所需能量小）。如氧化鋰進入氧化鎳，氧化釩進入氧化鈦中。 ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ Li?O?2Ni?3● ○ ● ○ ● ○ ○ ○ ● ○ ● ○ ● ○ ○ ○ ● ○ ● ○ ● V?5O?2 O?2Ti?3材料科學與工程學院 材 料 化 學 ? 補償機構(gòu) ? 有時的缺陷反應中，上面兩種情況能同時發(fā)生，能產(chǎn)生同樣的自由電子或空穴，這時的自由電子容易被空穴所俘虜，而不會出現(xiàn)變價、填隙或空位的情況。 ? 第二個練習？寫全？ OVAIOVOAI OTiTi 822 39。T i O5232 2 ???? ??? ?ONbLiONbOLi OTiBa 622 39。B a T i O522 2 ???? ??? ?材料科學與工程學院 材 料 化 學 ? ⑴非化學計量化合物 設有一化合物，其化學成分為 M原子和 X原子，按 M：X=a:b的比例組成，那么可以用 MaXb來表示此化合物。 這種化合物有一定的晶體結(jié)構(gòu)，那么這兩種原子的格點濃度的比值為： RL=[LM]: [LX]＝ a:b 材料科學與工程學院 材 料 化 學 ? 但實際的化合物晶體中， M和 X的比值會或多或少的偏離 b:a, 即 M： X≠a:b， 這種化合物我們就稱為非化學計量化合物。 ? 我們用化學式 Ma(1+δ） Xb表示該化合物的組成，這里 δ是一個很小的正值或負值。那么這個化合物中 M原子和 X原子的濃度比值為： RC=[M]: [X]＝ a (1+δ ） :b Δ＝ RL －