Дефекты структуры

1.

Дефекты структуры
Комогорцев С.В. (2020)

• Точечные, или нульмерные, дефекты — нарушения
периодичности в изолированных друг от друга точках решетки;
во всех трех измерениях они не превышают одного или не
скольких междуатомных расстояний (параметров решетки).
Точечные дефекты — это вакансии, атомы в междоузлиях,
атомы в узлах «чужой подрешетки, примесные атомы в узлах
или междоузлиях.
• Линейные дефекты—одномерные, т. е. протяженные в одном
измерении: нарушения периодичности в одном измерении
простираются на расстояния, сравнимые с размером кристалла,
а в двух других измерениях не превышают нескольких
параметров решетки.Специфические линейные дефекты — это
дислокации. Кроме того, неустойчивые линейные дефекты
могут возникать из цепочек точечных дефектов.
• Поверхностные, или двумерные, дефекты простираются в
двух измерениях на расстояния, сравнимые с размером
кристалла, а в третьем — составляют несколько параметров
решетки. Таковы плоскости двойникования, границы зерен и
блоков, стенки доменов, дефекты упаковки и, наконец, сама
поверхность кристалла.
• Объемные, или трехмерные, дефекты — это пустоты, поры,
частицы другой фазы, включения.

3.

Точечные дефекты
Вакансии

4.

Энергия Гиббса в зависимости от
концентрации вакансий Xv

5.

Энтальпия материала возрастает с
ростом концентрации вакансий Xv
DHv удельная энтальпия образования индивидуальной вакансии

6.

Зависимость энтропии от концентрации
вакансий Xv

7.

Энергия Гиббса в зависимости от
концентрации вакансий Xv

8.

Экспериментальное
измерение
количества
вакансий на основе
эффекта теплового
расширения
Simmons and Balluffi (1960)

9.

Экспериментальное исследование вакансий по
остаточному сопротивлению закаленного образца
(T )
(T ) res therm
T
DGv

10.

STM Image of Point Defects
STM image of a Pt surface.
Vacancies are clearly visible.
Ga vacancy in GaAs
http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/def_en/kap_4/illustr/g4_2_4.html

11.

Точечные дефекты
Атомы в междоузлиях, атомы в узлах «чужой
подрешетки, примесные атомы в междоузлиях.

12.

Деформация решетки вблизи
точеных дефектов

13.

Где разместится атому
внедрения в ГЦК решетке?

14.

Влияние точечных дефектов на
некоторые свойства материалов
-Плотность материала уменьшается при возрастании
концентрации вакансий
-Диффузия в кристаллах
-электропроводность кристалла
-В примесных полупроводниковых кристаллах
проводимость определяется концентрацией примесных
точечных дефектов и их валентной структурой. (один
атом бора на 105 атомов, в моно кристалле кремния
повышает электропроводность кремния в 103 раз (при
комнатной температуре).