2-1点缺陷.ppt

* * 2-1 点缺陷 一、点缺陷的种类及形成 （一）空位及其特征与形成途径 空位及其特征 2-1 点缺陷 a b 晶体中空位的形成 a—肖脱基空位; b—弗仑克尔空位 2-1 点缺陷 间隙原子及其特征 （二）间隙原子及其特征与形成途径 2-1 点缺陷 a b 晶体中间隙原子的形成 a—与弗仑克尔空位同时形成; b—表面原子直接进入间隙位置 2-1 点缺陷 （三）置换原子及其特征与形成途径 置换原子及其特征 a—置换原子半径较大时; b—置换原子半径较小时 a b （四）点缺陷的形成能 形成空位或间隙原子等点缺陷时，其周围区域的原子偏离平衡位置必然使晶体能量变高，这种由点阵畸变造成的能量增加称为畸变能。 形成点缺陷时，还将导致电子运动状态发生变化而使晶体能量升高，这种能量增加称为电子能。 形成一个空位或间隙原子所需提供的能量，称为空位形成能或间隙原子形成能。 2-1 点缺陷 2-1 点缺陷 二、点缺陷的热力学平衡性与平衡浓度 （一）点缺陷的热力学平衡性 根据 ，晶体中空位和间隙原子等点缺陷的存在，一方面会导致晶体的内能升高，使晶体的自由能增加，但另一方面也增大了原子排列的混乱程度，并改变了其周围原子的振动频率，引起组态熵和振动熵的改变，使晶体的熵值增大，晶体的自由能降低。一定温度下，当空位或间隙原子达到一定数目时，这两方面的能量变化可以达到平衡。 2-1 点缺陷 （二）点缺陷的平衡浓度 点缺陷的平衡浓度： 为一个点缺陷的形成能。 *