Размерная классификация дефектов

Прежде всего следует различать макро- и микродефекты. Первые легко видны в микроскоп. Примеры таких макродефектов — поры, трещины и раковины в металлических отливках, посторонние включения примесных скоплений, видимые грани- цы отдельных кристаллитов — зерен поликристалла. К микродефектам или дефектам, рассматриваемым на атом- ном уровне, относят такие, у которых хотя бы один из трех его размеров (дг, j, z) сравним с периодом решетки а = 0,2-5- 0,5 нм. кристаллической. Любое нарушение внутрикристаллического поля и есть дефект.

Если дефектов в кристалле немного, то они находятся назначительных расстояниях один от другого, т.е. дефекты решетки кристалла в этом случае локализованы. По- этому изменяются энергетические состояния только тех электронов, которые находятся в этой области, что приводит к образованию локальных энергетических состояний, на- кладывающихся на идеальную зонную структуру твердого те- ла. Число таких локальных состояний либо равно числу де- фектов, либо превышает его, Важной чертой, присущей дефектам, является связь ло- кальных состояний — энергетических уровней с электронами. В металлах, зонная структура которых не имеет за- прещенной зоны, электронные уровни примесных атомов могут попадать в заполненную или свободную часть валентной зоны. И в ме- таллах наиболее вероятным является ионизированное состоя- ние дефектов, свободных от электронов. Иначе обстоит дело в полупроводниках и диэлектриках, Дефекты, способные при ненарушенных валентных связях в кристалле отдавать электроны в зону проводимости, называ- ют донорами, а полупроводники, содержащие доноры, называ- ют полупроводниками с электронной электропроводностью, или полупроводниками л-типа. Если при нагревании кристалла электроны из валентной зоны могут переходить на уровни дефектов, то в валентной зоне возникает дырочная электропроводность. Дефекты, способные воспринимать электроны из валентной зоны, называют акцепторами, а полупроводник, содержащий акцепторы, называют или полупроводником с дырочной электропроводностью, или полупроводником p-типа.

а) точечные (нульмерные) дефекты, у которых х < а, у < а и z < а; б) линейные (одномерные) дефекты, которые малы (< а) в двух направлениях и сколь угодно протяженные в третьем направлении в пространстве (»а); в ) плоские (<двумерные) дефекты, которые малы в одном направлении. Объемные (трехмерные) дефекты в этой классификации не рассматриваются, так как относятся практически уже к макродефектам. В эту размерную классификацию необходимо еще включить так называемые ассоциированные дефекты, представляющие собой ассоциации в единый дефект нескольких одинаковых или разных дефектов, например, дивакансии V₂ или ионные пары примесных атомов А++В~ — АВ,

Дата добавления: 2015-08-20