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第二章第二章 晶体缺陷 晶体缺陷 第二章第二章 晶体缺陷晶体缺陷 固体在热力学上最稳定的状态是处于 固体在热力学上最稳定的状态是处于 0K0K 温度时的完整晶体状态温度时的完整晶体状态，此时，此时，其，其 固体在热力学上最稳定的状态是处于固体在热力学上最稳定的状态是处于0K0K 温度时的完整晶体状态温度时的完整晶体状态，，此时此时，，其其 内部能量最低内部能量最低。晶体中的原子按理想的晶格点阵排列。晶体中的原子按理想的晶格点阵排列。实际的真实晶体中。实际的真实晶体中，在，在 内部能量最低内部能量最低。。晶体中的原子按理想的晶格点阵排列晶体中的原子按理想的晶格点阵排列。。实际的真实晶体中实际的真实晶体中，，在在 高于高于 0K0K 的任何温度下的任何温度下，都或多或少的存在着对理想晶体结构的偏离，都或多或少的存在着对理想晶体结构的偏离，即存在着，即存在着 高于高于 0K0K 的任何温度下的任何温度下，，都或多或少的存在着对理想晶体结构的偏离都或多或少的存在着对理想晶体结构的偏离，，即存在着即存在着 结构缺陷结构缺陷。结构缺陷的存在及其运动规律。结构缺陷的存在及其运动规律，对固体的一系列性质和性能有着密，对固体的一系列性质和性能有着密 结构缺陷结构缺陷。。结构缺陷的存在及其运动规律结构缺陷的存在及其运动规律，，对固体的一系列性质和性能有着密对固体的一系列性质和性能有着密 切的关系切的关系，因此掌握晶体缺陷的知识是掌握材料科学的基础，因此掌握晶体缺陷的知识是掌握材料科学的基础。 。 切的关系切的关系，，因此掌握晶体缺陷的知识是掌握材料科学的基础因此掌握晶体缺陷的知识是掌握材料科学的基础。。 第一节第一节 热缺陷 热缺陷 第一节第一节 热缺陷热缺陷 一、一、热缺陷定义热缺陷定义 一一、、热缺陷定义热缺陷定义 当晶体的温度高于绝对 当晶体的温度高于绝对 0K0K 时，时，由于晶格内原子热振动由于晶格内原子热振动，使一部分能量较大，使一部分能量较大 当晶体的温度高于绝对当晶体的温度高于绝对 0K0K 时时，，由于晶格内原子热振动由于晶格内原子热振动，，使一部分能量较大使一部分能量较大 的原子离开平衡位置造成的缺陷的原子离开平衡位置造成的缺陷。由于质点热运动产生的缺陷。由于质点热运动产生的缺陷称为热缺陷称为热缺陷。 。 的原子离开平衡位置造成的缺陷的原子离开平衡位置造成的缺陷。。由于质点热运动产生的缺陷由于质点热运动产生的缺陷称为热缺陷称为热缺陷。。 二、二、热缺陷产生的原因热缺陷产生的原因 二二、、热缺陷产生的原因热缺陷产生的原因 当温度高于绝对温度时 当温度高于绝对温度时，晶格中原子热振动，晶格中原子热振动，温度是原子平均动能的度量，温度是原子平均动能的度量，， 当温度高于绝对温度时当温度高于绝对温度时，，晶格中原子热振动晶格中原子热振动，，温度是原子平均动能的度量温度是原子平均动能的度量，， 部分原子的能量较高部分原子的能量较高，大于周围质点的约束力时就可离开其平衡位置，大于周围质点的约束力时就可离开其平衡位置，形成缺，形成缺 部分原子的能量较高部分原子的能量较高，，大于周围质点的约束力时就可离开其平衡位置大于周围质点的约束力时就可离开其平衡位置，，形成缺形成缺 陷。陷。 陷陷。。 三、三、热缺陷的基本类型热缺陷的基本类型 三三、、热缺陷的基本类型热缺陷的基本类型 1.肖特基缺陷1.肖特基缺陷 1.1.肖特基缺陷肖特基缺陷 如果表面正常格点上的原子 如果表面正常格点上的原子，热起伏过程中获得能量离开平衡位置但并未，热起伏过程中获得能量离开平衡位置但并未 如果表面正常格点上的原子如果表面正常格点上的原子，，热起伏过程中获得能量离开平衡位置但并未热起伏过程中获得能量离开平衡位置但并未 离开晶体离开晶体，仅迁移到晶体表面外新表面的一个位置上，仅迁移到晶体表面外新表面的一个位置上，在原表面格点上留下空，在原表面格点上留下空 离开晶体离开晶体，，仅迁移到晶体表面外新表面的一个位置上仅迁移到晶体表面外新表面的一个位置上，，在原表面格点上留下空在原表面格点上留下空 位。位。原子的迁移相当于空位的反向迁移原子的迁移相当于空位的反向迁移，表面的空位移至晶体的内部，表面的空位移至晶体的内部。显然。