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點缺陷的詳述及具體分類 | |
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特點:空位與間隙粒子成對出現,數量相等,晶體體積不發生變化。
在晶體中弗侖克爾缺陷的數目多少與晶體結構有很大關系,格點位質點要進入間隙位,間隙必須要足夠大,如螢石(CaF2)型結構的物質空隙較大,易形成,而NaCl型結構不易形成?偟膩碚f,離子晶體,共價晶體形成該缺陷困難。
(2) 肖特基缺陷
表面層原子獲得較大能量,離開原來格點位跑到表面外新的格點位,原來位置形成空位這樣晶格深處的原子就依次填入,結果表面上的空位逐漸轉移到內部去。
特點:體積增大,對離子晶體、正負離子空位成對出現,數量相等。結構致密易形成肖特基缺陷。
晶體熱缺陷的存在對晶體性質及一系列物理化學過程,導電、擴散、固相反應、燒結等產生重要影響,適當提高溫度,可提高缺陷濃度,有利于擴散,燒結作用,外加少量填加劑也可提高熱缺陷濃度,有些過程需要最大限度避免缺陷產生, 如單晶生產,要非?炖鋮s。
3. 組成缺陷
主要是一種雜質缺陷,在原晶體結構中進入了雜質原子,它與固有原子性質不同,破壞了原子排列的周期性,雜質原子在晶體中占據兩種位置(1)填隙位(2)格點位
4. 電荷缺陷 (Charge defect)
從物理學中固體的能帶理論來看,非金屬固體具有價帶,禁帶和導帶,當在OR時,導帶全部完善,價帶全部被電子填滿,由于熱能作用或其它能量傳遞過程 ,價帶中電子得到一能量Eg,而被激發入導帶,這時在導帶中存在一個電子,在價帶留一孔穴,孔穴也可以導電,這樣雖末破壞原子排列的周期性,在由于孔穴和電子分別帶有正負電荷,在它們附近形成一個附加電場,引起周期勢場畸變,造成晶體不完整性稱電荷缺陷。
例:純半導體禁帶較寬,價電帶電子很難越過禁帶進入導帶,導電率很低,為改善導電性,可采用摻加雜質的辦法,如在半導體硅中摻入P和B,摻入一個P,則與周圍Si原子形成四對共價鍵,并導出一個電子,叫施主型雜質,這個多余電子處于半束縛狀態,只須填加很少能量,就能躍遷到導帶中,它的能量狀態是在禁帶上部靠近導帶下部的一個附加能級上,叫施主能級,叫n型半導體。當摻入一個B,少一個電子,不得不向其它Si原子奪取一個電子補充,這就在Si原子中造成空穴,叫受主型雜質,這個空穴也僅增加一點能量就能把價帶中電子吸過來,它的能量狀態在禁帶下部靠近價帶頂部一個附加能級,叫受主能級,叫P型半導體,自由電子,空穴都是晶體一種缺點缺陷在實踐中有重要意義:燒成燒結,固相反應,擴散,對半導體,電絕緣用陶瓷有重要意義,使晶體著色等。 |
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