简述肖特基缺陷和弗伦克尔缺陷的不同之处。
肖特基缺陷和弗伦克尔缺陷是晶体中两种典型的点缺陷,它们的不同之处主要体现在以下几个方面: 缺陷形成机制 肖特基缺陷:是由于晶体表面附近的原子热运动到表面,在原来的位置留出空位,然后内部邻近的原子再移到这个空位上,这样逐步形成一排空位,并向晶体内部延伸。
本质上是晶体中同时形成数量相等的阳离子空位和阴离子空位 ,整体电中性得以维持。
例如在氯化钠晶体中,会同时出现钠离子空位和氯离子空位。
弗伦克尔缺陷:是晶格中的原子(通常是半径较小的阳离子),因热运动获得足够能量,离开原来的晶格位置,挤入晶格间隙位置,形成间隙原子,而原来的位置则成为空位。
只涉及原子从正常格点到间隙位置的迁移,不改变晶体的化学组成和整体电中性。
比如在卤化银晶体中,银离子容易形成弗伦克尔缺陷。
对晶体密度的影响 肖特基缺陷:由于晶体中出现了空位,单位体积内的原子数目减少,所以晶体的密度会明显下降。
弗伦克尔缺陷:晶体中的原子只是从晶格位置迁移到间隙位置,晶体的总体原子数目不变,单位体积内的质量基本不变,因此对晶体密度的影响很小,可以忽略不计。
缺陷浓度与温度的关系 肖特基缺陷:其形成主要取决于原子从晶体内部迁移到表面的难易程度,随着温度升高,原子热运动加剧,更多原子有能力迁移到表面形成空位,肖特基缺陷浓度随温度升高而显著增加。
弗伦克尔缺陷:形成需要原子克服较大的能量势垒从晶格位置进入间隙位置,虽然温度升高也会使缺陷浓度增加,但相比肖特基缺陷,其浓度受温度影响的变化幅度相对较小。
常见出现的晶体类型 肖特基缺陷:在离子晶体中较为常见,尤其是那些正、负离子半径相差不大的晶体,如碱金属卤化物等。
因为这类晶体结构中,离子排列紧密,空位形成相对容易。
弗伦克尔缺陷:在一些正、负离子半径相差较大,且晶体结构中有较大间隙空间的晶体中更容易出现,如卤化银晶体等。
较小的阳离子能够比较容易地进入间隙位置形成缺陷。
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