【文章內(nèi)容簡介】 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● □ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 1 2 ● ● 3 4 材料科學(xué)與工程學(xué)院 材 料 化 學(xué) 晶體中陽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，這是由表面離子進(jìn)入晶體內(nèi)部間隙所造成的 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 1 2 □ □ 3 3 ● ● 4 材料科學(xué)與工程學(xué)院 材 料 化 學(xué) ? 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。 材料科學(xué)與工程學(xué)院 材 料 化 學(xué) 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。 材料科學(xué)與工程學(xué)院 材 料 化 學(xué) ? 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），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。 材料科學(xué)與工程學(xué)院 材 料 化 學(xué) ? 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 材 料 化 學(xué) ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 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 材料科學(xué)與工程學(xué)院 材 料 化 學(xué) ? 變價(jià)機(jī)構(gòu) ? 陽離子存在可變的化合價(jià)，電荷平衡可通過晶體中陽離子價(jià)態(tài)的改變來實(shí)現(xiàn)電中性（比形成空位間、隙所需能量?。Ｈ缪趸囘M(jìn)入氧化鎳，氧化釩進(jìn)入氧化鈦中。 ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ ● ○ Li?O?2Ni?3● ○ ● ○ ● ○ ○ ○ ● ○ ● ○ ● ○ ○ ○ ● ○ ● ○ ● V?5O?2 O?2Ti?3材料科學(xué)與工程學(xué)院 材 料 化 學(xué) ? 補(bǔ)償機(jī)構(gòu) ? 有時(shí)的缺陷反應(yīng)中，上面兩種情況能同時(shí)發(fā)生，能產(chǎn)生同樣的自由電子或空穴，這時(shí)的自由電子容易被空穴所俘虜，而不會(huì)出現(xiàn)變價(jià)、填隙或空位的情況。 ? 第二個(gè)練習(xí)？寫全？ OVAIOVOAI OTiTi 822 39。T i O5232 2 ???? ??? ?ONbLiONbOLi OTiBa 622 39。B a T i O522 2 ???? ??? ?材料科學(xué)與工程學(xué)院 材 料 化 學(xué) ? ⑴非化學(xué)計(jì)量化合物 設(shè)有一化合物，其化學(xué)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(diǎn)濃度的比值為： RL=[LM]: [LX]＝ a:b 材料科學(xué)與工程學(xué)院 材 料 化 學(xué) ? 但實(shí)際的化合物晶體中， M和 X的比值會(huì)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(xué)計(jì)量化合物。 ? 我們用化學(xué)式 Ma(1+δ） Xb表示該化合物的組成，這里 δ是一個(gè)很小的正值或負(fù)值。那么這個(gè)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 －