固體物理學教案ppt課件-閱讀頁
2025-05-21 22:05本頁面
【正文】 持表面濃度不變 22nnDtx?????? 初始條件和邊界條件分別為： { n(x, 0) = 0 , x 0 n(0, t) = n0 , t ? 0 ? 解為： ? ? 22002,1 x Dtn x t n e d? ??????? ?????0 1 2xn e r fDt??????????????貴州大學新型光電子材料與技術研究所 202() xer f x e d? ???? ?—— 誤差函數(shù)（概率積分 ） 貴州大學新型光電子材料與技術研究所 3) 擴散系數(shù)與溫度的關系 ? 擴散系數(shù)與溫度有密切關系，溫度越高，擴散就越快。 2）間隙原子機制：擴散原子通過從一個間隙位置跳到 另一個間隙位置進行擴散。 貴州大學新型光電子材料與技術研究所 1）空位機制 d＝ a 11Nn????? 擴散系數(shù)的表達式： 221 1 10111 e x p66 Ba n u EDaN k T???? ?? ? ? ? ??????1： 原子每跳一步所需等待的時間 n1/N ：在擴散原子周圍出現(xiàn)空位的概率 貴州大學新型光電子材料與技術研究所 0 e x pQDDRT???? ????與 比較 ? ?2000 1 116DaQ N u E????? u1小， E1小，擴散激活能 Q低，擴散就越快 ? 估算： a ~ 3 ?1010 m， ?0 ~ 1012 s1 ? D0理論 ~ 108 m2/s ? D0實驗 ~ 104 m2/s ? 原因：有些影響擴散過程的因素未考慮 貴州大學新型光電子材料與技術研究所 ? 對于原子的自擴散和晶體中替位式雜質(zhì)或缺位式雜 質(zhì)的異擴散，一般可以認為是通過空位機制擴散的。C ） 元素 Pb Sn Fe Ag Au D0 (104 m2/s) 4 ?102 ?102 ?101 Q (Kcal/mol) D (104 m2/s) 7?1011 ?1010 ?1010 ?108 ?106 貴州大學新型光電子材料與技術研究所 ２） 間隙原子機制 d = a 220 e x pBEkT? ? ? ???? ????2 201 e x p6 BEDakT?????????? 填隙式雜質(zhì)在晶體中的擴散一般可認為是通過間 隙原子機制擴散的。這是因為當雜質(zhì)原子取代原晶體中原子所在的格點位置時，由于兩種原子的大小不同，必然會在雜質(zhì)原子 周圍產(chǎn)生晶格畸變。 ? 影響擴散系數(shù)的因素很多，如晶體的其他缺陷：位錯、層錯、晶粒間界等都對擴散過程有影響。所 以，在研究原子的擴散過程中，擴散激活能是一個非 常重要的物理量。因此，晶體中位錯的存在是造成金屬強度大大低于理論值的最主要原因。m ? 圖為一根直徑為 100 nm的 Ni單晶須，可以彎曲成直徑 為幾十微米的環(huán)狀 貴州大學新型光電子材料與技術研究所 ? 位錯是晶體中的線缺陷，位錯線在晶體中形成一畸變的管道．在管道內(nèi)及其附近，由于晶格畸變有較大的應力集中，在晶體內(nèi)形成應力場，位錯線附近原子的能量高于正常格點上原子的能量，所以管道內(nèi)及其附近的原子容易被雜質(zhì)原子替代，且易被腐蝕。ABCABC ABCABABC ? 孿晶界面 ? 孿晶（ twin)是一對連生的晶塊，兩晶塊以特定的取向相交接形成的界面，稱為孿晶界面（ twin plane boundary）。多晶是由許多小晶粒組成。多晶體中晶粒與晶粒的交界區(qū)域稱為晶粒間界 . 貴州大學新型光電子材料與技術研究所 ? 晶界結(jié)構和性質(zhì)與相鄰晶粒的取向差有關，當取向差小于 10?時，晶界稱為小角晶界；當取向大于 10?時晶界稱為大角度晶界。最簡單的小角晶界是對稱傾斜晶界。 ? 小角晶界具有阻止原子擴 散的作用。C 以下）具有高離子導電 性 ? 103 (?cm)1 的材料 ? 快離子導體：如 ?－ AgI 在 146 186。C 時 ? ? 1 (?cm)1 RbCu4Cl3I2 在 25 186。C 時 ? ? 101 (?cm)1 返回
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