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2017-12-19 发布于浙江
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固体物理：晶体缺陷

第四章晶体缺陷 • : 晶体缺陷晶体中原子或离子的排列偏离完整晶体 :: 周期性的区域称为晶体缺陷 • 类型：点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷 • 影响： – 点缺陷影响晶体的电学、光学、机械性能 – 线缺陷影响晶体的强度、电性能 §4.1 §§44..11 点缺陷 • 一、点缺陷的主要类型及形成能 • 点缺陷：定域在格点附近一个或几个晶格常数范围内偏离晶格周期性的结构称为点缺陷。 • 类型： • 1. Frenkel缺陷 11.. FFrreennkkeell • 2.空位（Schottky缺陷） 22.. SScchhoottttkkyy • 3.反Schottky缺陷 33.. SScchhoottttkkyy • Frenkel —— 缺陷：空位间隙原子 FFrreennkkeell ———— 对称为Frenkel缺陷。在Frenkel FFrreennkkeell FFrreennkkeell 缺陷中，空位与间隙原子总是成对出现的。空位（Schottky缺陷） SScchhoottttkkyy 形成能 • 空位形成能：从晶体的格点上取出一个原子放到晶体的表面所需的能量 Frenkel • FFrreennkkeell缺陷形成能 Frenkel • 形成一个FFrreennkkeell缺陷要比形成一个空位所需的能量多些，因而也更难些。 • 大小均为电子伏特量级 P110 4-1 4-2 • 理论计算及实验值：PP111100表44--11、44--22 . 二热缺陷及其统计计算 .. • 点缺陷的成因：热运动、高能离子轰击、掺杂、应变、晶格失配、非化学计量 Frenkel • 正常情况下，空位和FFrreennkkeell缺陷的成因都是由于晶格原子的热振动，因此这两种点缺陷也称为热缺陷。由热力学可知，在等温过程中，当热缺陷数目达到平衡时，系统的自由能取极小值： F    0  nT N 设晶体中原子总数：，形成一个空位所需能量： NN u