缺陷和非整比化合物(四).ppt

体缺陷原子偏离周期排列的三维缺陷。一般指材料中的空洞、夹杂物等，这种体缺陷对材料性能的影响一方面与它的几何尺寸的大小有关；另一方面也与其数量、分布有关；它们的存在常常是有害的。按缺陷产生的原因分类热缺陷01杂质缺陷02非整比缺陷03晶体缺陷04电荷缺陷05热缺陷01定义:热缺陷亦称为本征缺陷，是指由热起伏的原因添加标题02所产生的空位或间隙质点（原子或离子）。添加标题03类型:弗仑克尔缺陷（Frenkeldefect）和肖特基缺陷添加标题04（Schottkydefect）添加标题05T↑→原子脱离其平衡位置→在原来位置上产生一个空位添加标题①间隙位置Frenkel缺陷②表面位置Schottky缺陷杂质缺陷01基质原子取代式02杂质原子间隙式03基质原子单击此处添加正文。04杂质原子单击此处添加正文。定义:亦称为组成缺陷，是由外加杂质的引入所产生的缺陷。非整比缺陷指组成上偏离化学中的定比定律所形成的缺陷。它是由基质晶体与介质中的某些组分发生交换而产生。如Fe1－xO、Zn1+xO等晶体中的缺陷。非整比缺陷含义：实际的化合物中，有一些化合物不

符合定比定律，负离子与正离子的

比例并不是一个简单的固定的比例

关系，这些化合物称为非整比化合

物（或非化学计量化合物）。非整比化合物的特点：1）非整比化合物产生及缺陷浓度与气氛性质、压力有关；2）可以看作是混合价态化合物；3）非整比化合物都是半导体。半导体材料分为两大类：一是掺杂半导体，如Si中掺P为n型半导体；二是非整比化合物半导体，又分为金属离子过剩（n型）（包括负离子缺位和间隙正离子）和负离子过剩（p型）（正离子缺位和间隙负离子）。非整比缺陷非整比化合物的分类01由于负离子缺位，使金属离子过剩添加标题02由于间隙正离子，使金属离子过剩添加标题03由于存在间隙负离子，使负离子过剩添加标题04由于正离子空位的存在，引起负离子过剩添加标题05非整比缺陷添加标题2.4缺陷和非整比化合物晶体缺陷由于局部地方格点的破坏导致平移操作无法完整地复制全部的二维点阵。这样的晶体，我们就称之为含缺陷的晶体，对称性破坏的局部区域称为晶体缺陷。所谓平移对称性就是指对空间点阵，任选一个最小的基本单元，在空间三维方向进行平移，这个单元能够无一遗漏地完全复制所有空间格点。晶体结构缺陷的类型分类方式：几何形态：点缺陷、线缺陷、面缺陷等。形成原因：热缺陷、杂质缺陷、非化学计量缺陷等。晶体缺陷的分类0201030405点缺陷结构缺陷（本征缺陷）面缺陷体缺陷线缺陷点缺陷：发生在晶格中一个原子尺寸范围内的一类缺陷，亦称零维缺陷，例如空位、间隙原子等。线缺陷：缺陷只在一个方向上延伸，或称一维缺陷，主要是各种形式的“位错”，例如晶格中缺少一列原子即形成线缺陷。面缺陷：晶体内一个晶面不按规定的方式来堆积，部分偏离周期性点阵结构的二维缺陷，即在堆积过程中偶尔有一个晶面不按规定的方式来堆积，于是这一层之间就产生了面缺陷。体缺陷：指在三维方向上相对尺寸较大的缺陷，例如完整的晶格中可能存在着空洞或夹杂有包裹物等，使得晶体内部的空间点阵结构整体中出现了异性形式的缺陷。点缺陷空位间隙原子点缺陷定义：又称零维缺陷（PointDefect），缺陷尺寸处于原子大小的数量级上，即三维方向上缺陷的尺寸都很小。包括：空位（vacancy）、间隙质点（interstitialparticle）、错位原子或离子。在晶体中，位于点阵结点上的原子并非静止的，而是以平衡位置为中心作热振动。原子的振动能是按几率分布，有起伏涨落的。当某一原子具有足够大的震动能而使振幅增大到一定限度时，就可能克服周围原子对它的制约作用，跳离其原来的位置，使点阵中形成空结点，称为空位。离开平衡位置的原子有三个去处：一是迁移到晶体表面或内表面的正常结点位置上；使晶体内部留下空位，称为Schottky空位；二是挤入点阵的间隙位置，在晶体中同时形成数目相等的空位和间隙原子，称为Frenkel缺陷；三是跑到其他空位中，使空位消失或空位迁移；四是一定条件下，晶体表面的原子也可能跑到晶体内部的间隙位置形成间隙原子；对于高分子晶体除了上述的空位、间隙原子和杂质原子等点缺陷外，还有其特有的点缺陷。晶体中的原子正是由于空位和间隙原子不断地产生与复合才不停地由一处向另一处做无规则的布朗运动，这就是晶体中原子的自扩散，是固体相变、表面化学热处理、蠕变