Дефект - замещение
Cтраница 2
Характерной особенностью всех рассмотренных случаев является то, что в условие электронейтральности входили только концентрации свободных дефектов, не ассоциированных в комплексы, комплексы же являлись электрически нейтральными квазичастицами. Однако в некоторых примесных системах эффективные заряды дефектов замещения и компенсирующих их вакансий не совпадают по абсолютному значению. В этом случае простейшие парные комплексы, включающие один ион примеси и одну вакансию, обладают отличным от нуля эффективным зарядом, поэтому их концентрация входит в уравнение электронейтральности кристалла. Это приводит к решениям, отличным от рассмотренных выше. [16]
Поскольку удобрения представляют собой технические продукты со значительным содержанием примесей, кристаллы содержат много дефектов замещения. Кроме того, в производстве удобрений массовая кристаллизация продукта, как правило, протекает с большой скоростью. Вследствие этого дефектность кристаллической структуры достаточно велика, в частности весьма значительна концентрация точечных дефектов по Шоттки и дислокаций. Образуется много двойниковых кристаллов, дендритных образований, твердых растворов солей. [17]
Аналогичное рассмотрение дефекта замещения показывает, что его взаимодействие с окружающими ионами характеризуется эффективным зарядом, равным разности зарядов примесного иона и основного иона, замещенного примесью. В случае когда примесный и замещенный им основной ион имеют равные заряды, эффективный заряд дефекта замещения равен нулю. [18]
 |
Зависимость от температуры абсолютной ( слева и относительной ( справа концентрации дефектов с различной энергией образования. [19] |
В ионных или сильно полярных кристаллах атомы металла, помещенные в узлы между атомами неметалла, испытывают отталкивание только ближайших атомов и, следовательно, находятся в энергетически невыгодном положении по сравнению с катионами, находящимися в междоузлиях кристалла. В обычном диапазоне изменения условий эксперимента жшстанты равновесия возникновения дефектов типа I-VI должны сильно различаться, так как дефекты замещения, имеющие важное значение для металлов, практически не играют роли в ионных соединениях, и разница свободных энергий в случае типов I и IV ( табл. 1) будет достаточно велика для бинарных соединений. Таким образом, можно считать, что в данной решетке возникает либо дефект Шоттки, либо дефект Френкеля. Это упрощает расчет равновесия дефектов без нарушения общности анализа. [20]
Большое влияние на транспортные свойства твердых тел оказывают инородные примеси, растворенные в кристалле основного вещества. В этом случае наряду с вакансиями и меж-дуузельными атомами необходимо учитывать третий тип атомных дефектов кристаллической решетки - дефектов замещения. Этим термином обозначают узлы кристаллической решетки, занятые атомами иного сорта, нежели атомы, предусматриваемые идеальной кристаллографической структурой. [21]
Большое влияние на массоперенос оказывают также инородные примеси, растворенные в кристалле. В этом случае наряду с вакансиями и междоузель-ными атомами Следует учитывать еще один тип точечных дефектов, кристаллической решетки - дефекты замещения. [22]
Как и в разделах 4.2 и 5.2, будем считать, что примесные ионы размещаются в узлах катионной подрешетки с образованием дефектов замещения донорного или акцепторного типа. [23]
Итак, для дефектов атомного типа в кристалле точечная группа симметрии всей системы однозначно определяется локальной симметрией той точки, где расположен дефект. Бели есть несколько эквивалентных по симметрии точек ( орбита), то любая из них может рассматриваться как точка расположения дефекта, с учетом, однако, физической природы атомов для дефектов замещения. [24]
В качестве донорных примесей в ZnO могут быть также атомы водорода, алюминия и индия. Литий при низких температурах образует растворы внедрения. При высоких температурах он дает дефекты замещения, а потому функционирует как акцептор. Энергия ионизации примесных атомов цинка и водорода равна 0 02 эв. [25]
 |
Электрическая схема установки для кулонометрического анализа состава вюстита. [26] |
Если найденная пикнометрическая плотность больше вычисленного значения, это указывает на междоузельные дефекты или дефекты замещения тяжелого атома легким, в противном случае - на наличие вакансий или замещение легких атомов тяжелыми. Пустоты и трещины в кристалле будут давать аномальную низкую величину для пикнометрической плотности, поэтому целесообразней проводить измерения плотности как функции состава. [27]
Напротив, при растворении в кристалле MgO металлической примеси с одним валентным электроном, например Li, его валентный электрон заполняет только один энергетический уровень в валентной зоне кислорода, а второй остается свободным. Если в кристалле отсутствуют какие-либо дополнительные атомные дефекты, которые могли бы привести к заполнению незанятого уровня, последний на общем фоне представляет собой электронную дырку в валентной зоне. Ион же лития, отдавший в валентную зону кислорода один электрон, находится в виде однократно заряженного положительного иона и на фоне двукратно заряженных ионов магния проявляет себя как дефект замещения Li-Mg с отрицательным эффективным зарядом. [28]
 |
Схематическое изображение внутреннего строения тел.| Точечные дефекты кристаллических тел.| Краевая ( а и винтовая ( б дислокации в кристалле. [29] |
Точечные дефекты образуются в процессе кристаллизации или затем в результате воздействия внешних сил. В результате внутренняя структура кристаллических тел может приобрести существенные изменения. При этом могут появляться дефекты: в виде дырки 1 ( рис. 3.9), когда в одном из мест кристаллической решетки отсутствует тот или иной атом; дефект внедрения 2, когда одна из частиц кристаллической решетки застревает в ее междоузлие; дефект замещения 3, когда необходимый вид частицы решетки случайно заполняется частицей совершенно иного сорта. Каждый из этих дефектов вносит дополнительные напряжения в кристаллическую решетку твердого тела и уменьшает его прочность. [30]
Страницы: 1 2 3