1. Классификация дефектов.

Дефекты в кристаллах

1. Классификация дефектов.

2. Влияние дефектов на свойства в реальных кристаллах.

Строго-периодичное строение кристаллических структур присуще идеальным кристаллам. В реальных кристаллах эта строгая периодичность нарушается. Такие нарушения называют дефектами в кристаллах. Дефекты делятся на ноль-мерные (точечные), одномерные (линейные), двумерные.

Точечные дефекты можно разделить на:

- энергетические

- электронные

-атомные

К энергетическим дефектам в частности относятся тепловые колебания (фононы).

Электронные дефекты – отсутствие (избыток) электронов в некоторых областях кристалла, например, свободные электроны и дырки в полупроводнике – электронный дефект.

Атомные дефекты делятся на вакансии, междоузлия и атомные внедрения.

К линейным дефектам относят дислокации. Дислокация – нарушение идеальной кристаллической структуры вдоль некоторой достаточно-протяженной линией.

Краевые и винтовые дислокации.

Краевые образуются в случае обрыва кристаллической решетки некоторой плоскости.

Причины возникновения дефектов:

1. Некоторые дефекты возникают в процессе образования кристалла, то есть при кристаллизации, например, если кристалл растет слишком быстро, возрастает вероятность возникновения вакансий, междоузлий и дислокаций.

2. Под влиянием воздействий, например, при деформации кристалла могут возникать новые дислокации.

3. Вакансии и междоузлия могут возникать в результате теплового движения, поэтому с ростом температуры их концентрация растет.

Главным свойством дефектов является их способность двигаться в кристалле. Вакансии и междоузлия, а также атомы внедрения участвуют во внутренней диффузии и перемещаются по кристаллу и дислокации. Для этого достаточно вне … создать хотя бы механическое напряжение. Дислокации двигаются, взаимодействуют друг с другом и точечными эффектами объединяются и наоборот разъединяются.

2. Влияние дефектов на свойства в реальных кристаллах.

Наличие дефектов в значительной … определяется многие свойства кристалла, например, концентрация дислокаций, определяет прочность образца; зависит прочность и от точечных дефектов, например, сталь – это железо с внедрением углерода и других лидирующих атомов.

Нитевидные, почти идеальные чистые кристаллы железа обладают большой прочностью, однако, если взять чистое железо в виде большого образца в нем достаточно много дефектов и в этом случае чистое железо не очень прочное. Но если в него добавить определенное количество атомов углерода и других лидирующих атомов в малых количествах, то прочность атомов существенно возрастает.

В теории электропроводности металлов мы уже отмечали, что у чистых металлов сопротивление (проводимость) сильно зависит от фононных дефектов и как в следствие сопротивление сильно зависит от температуры. В кристаллах со значительным количеством атомных дефектов электропроводности практически не зависит от температуры.

Примесная проводимость полупроводников практически определяется … включением (внедрением). Тысячные доли процентов примесей могут увеличивать проводимость полупроводника в 10,5 – 10 раз. Зависит от концентрации и характера дефектов и других свойства кристаллов, например, оптические и химические.

Дата добавления: 2015-11-04