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點(diǎn)缺陷的詳述及具體分類 | |
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特點(diǎn):空位與間隙粒子成對(duì)出現(xiàn),數(shù)量相等,晶體體積不發(fā)生變化。
在晶體中弗侖克爾缺陷的數(shù)目多少與晶體結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系,格點(diǎn)位質(zhì)點(diǎn)要進(jìn)入間隙位,間隙必須要足夠大,如螢石(CaF2)型結(jié)構(gòu)的物質(zhì)空隙較大,易形成,而NaCl型結(jié)構(gòu)不易形成。總的來說,離子晶體,共價(jià)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(diǎn)位跑到表面外新的格點(diǎn)位,原來位置形成空位這樣晶格深處的原子就依次填入,結(jié)果表面上的空位逐漸轉(zhuǎn)移到內(nèi)部去。
特點(diǎn):體積增大,對(duì)離子晶體、正負(fù)離子空位成對(duì)出現(xiàn),數(shù)量相等。結(jié)構(gòu)致密易形成肖特基缺陷。
晶體熱缺陷的存在對(duì)晶體性質(zhì)及一系列物理化學(xué)過程,導(dǎo)電、擴(kuò)散、固相反應(yīng)、燒結(jié)等產(chǎn)生重要影響,適當(dāng)提高溫度,可提高缺陷濃度,有利于擴(kuò)散,燒結(jié)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(chǎn)生, 如單晶生產(chǎn),要非?炖鋮s。
3. 組成缺陷
主要是一種雜質(zhì)缺陷,在原晶體結(jié)構(gòu)中進(jìn)入了雜質(zhì)原子,它與固有原子性質(zhì)不同,破壞了原子排列的周期性,雜質(zhì)原子在晶體中占據(jù)兩種位置(1)填隙位(2)格點(diǎn)位
4. 電荷缺陷 (Charge defect)
從物理學(xué)中固體的能帶理論來看,非金屬固體具有價(jià)帶,禁帶和導(dǎo)帶,當(dāng)在OR時(shí),導(dǎo)帶全部完善,價(jià)帶全部被電子填滿,由于熱能作用或其它能量傳遞過程 ,價(jià)帶中電子得到一能量Eg,而被激發(fā)入導(dǎo)帶,這時(shí)在導(dǎo)帶中存在一個(gè)電子,在價(jià)帶留一孔穴,孔穴也可以導(dǎo)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(fù)電荷,在它們附近形成一個(gè)附加電場(chǎng),引起周期勢(shì)場(chǎng)畸變,造成晶體不完整性稱電荷缺陷。
例:純半導(dǎo)體禁帶較寬,價(jià)電帶電子很難越過禁帶進(jìn)入導(dǎo)帶,導(dǎo)電率很低,為改善導(dǎo)電性,可采用摻加雜質(zhì)的辦法,如在半導(dǎo)體硅中摻入P和B,摻入一個(gè)P,則與周圍Si原子形成四對(duì)共價(jià)鍵,并導(dǎo)出一個(gè)電子,叫施主型雜質(zhì),這個(gè)多余電子處于半束縛狀態(tài),只須填加很少能量,就能躍遷到導(dǎo)帶中,它的能量狀態(tài)是在禁帶上部靠近導(dǎo)帶下部的一個(gè)附加能級(jí)上,叫施主能級(jí),叫n型半導(dǎo)體。當(dāng)摻入一個(gè)B,少一個(gè)電子,不得不向其它Si原子奪取一個(gè)電子補(bǔ)充,這就在Si原子中造成空穴,叫受主型雜質(zhì),這個(gè)空穴也僅增加一點(diǎn)能量就能把價(jià)帶中電子吸過來,它的能量狀態(tài)在禁帶下部靠近價(jià)帶頂部一個(gè)附加能級(jí),叫受主能級(jí),叫P型半導(dǎo)體,自由電子,空穴都是晶體一種缺點(diǎn)缺陷在實(shí)踐中有重要意義:燒成燒結(jié),固相反應(yīng),擴(kuò)散,對(duì)半導(dǎo)體,電絕緣用陶瓷有重要意義,使晶體著色等。 |
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