學習-電子材料物理

1使役性

23性3

合成

缺缺陷的表示方缺陷的濃度陷的擴缺陷的產2質點質點排列偏離嚴格的周高于絕對零 缺陷對晶體的電、磁、光、聲、熱3晶體中的 晶體缺陷按幾何形態(tài)分類微觀缺 宏觀缺點缺線缺體缺空位堆垛層空填隙替代式原晶界和相孿晶開包裹疇胞狀4 1、定義

5 2、點缺陷分 （據產生的原因分熱缺陷(本征缺陷6(1定義:由熱振動產生的空位或間隙(本征缺陷分類：弗倫克爾缺陷、肖特基缺弗倫克爾隙，形成填隙子并產生空位

肖特基缺 空填 Frenkel空位與間隙質點成對

Schottky溫度升高，熱缺陷的濃度增加8雜質定義：替位填隙9非化學計量比缺 定義：組成上偏離化學中的定比定律所形成的缺xOn1+xO,x特點其化學組成可隨周圍氣氛的性質及其分壓大小電荷缺陷與輻照缺 激發(fā)，部分電子脫離原子核對它的束縛，成 根據產生的原因 點缺陷的符號：Kroger-VinkV:空位M:V:空位M:金屬元素X:非金屬元素e:電子h:

i：M:X:缺陷的有效電荷是相對于基質晶體的結點位置而 例1：金屬氧化物（MO）中的點缺空位

x,

˙,

˙˙,

x,

’,V填隙：O

,AM

X

i

i× 雜質：Ax，Xx（暫只考慮等價取代） 陽離子空

Na+空位VNa，帶一個單位負電荷。同理，Cl-空位記為VCl·，帶一個單位正電荷。（不等價取代形成的缺陷具有一定的有效電荷 缺陷種類與有效電缺陷種有效電+ V-O+i+i- 用缺陷的準化學方程式來描述點缺陷的形看反反應物由生成缺陷成分的物質組AgCli質量關 方程兩邊的質量應相等（各種原子/離子的數必須相等位置關 對MaXb而言，M子晶格的格點數與X子晶電荷關系(晶體的電中性 注意

在上述各種缺陷符號中，VM、VX、MM、XX、MXXi、e，、h· 例1MgO形成肖特基缺Mg2+和O2-遷移到表面新位置上，在晶體內部留下空位 +O

+

”+

Mgnew

Onew 以零0（naught）代表無缺陷狀態(tài)，則00O半徑小的Ag+離子進入晶格間隙，在其格點上留下空AgCl

AgVi 非化學計量比缺陷準化學反例3.氧氣進入NiO晶體正2 1 g）OVOV2 例4.高溫下Zn蒸氣原子進入ZnO晶體間Zn(g)ZnZn 雜質進入基質晶體時，遵循雜質的正負離子形成雜質缺陷基本規(guī) 雜質缺陷準化學反例5.Li2O加入ZnO中形成雜質缺陷的反應方

LiO O LiO1O(g)

2O

以負離子為基準 LiO O 例6.Y2O3加入ZnO中形成雜質缺陷的反應方以正離子為基

YO

iY 2O1O(g)i 以負離子為基

YO 3O K[A]aK[A]a反應 平衡常用[]表示某種缺陷的濃度，用n、p

2e1

[V]n2P O2 O

2 2

K [O [VO]n由形成缺陷 的周圍原子振動狀態(tài)的改變所產生的動熵變，在多數情況下可以忽略不計；且形成缺陷時晶體的體積變化所以，實際計算熱缺陷濃度時，一般都用。例2.動熵變，在多數情況下可以忽略不計；且形成缺陷時晶體的體積變化所以，實際計算熱缺陷濃度時，一般都用。[V'']1[V'']1exp(G34 K[V''][V.

[V.]2[V'' GRTlnK缺 （自主學習缺 （自主學習 刃位錯(edge螺位錯(screw層錯(Stacking晶界(Grain相界(Phase4、點缺陷對性能的 由于點缺陷的產生與復合始終處于動態(tài)平衡。無外場作用時，缺陷的遷移運動完全無序。在外場(如力場、電程(擴散、燒結等)。例如 舉例：形成固溶體后對晶體性質的影1、穩(wěn)定晶2、活化晶3、固溶強4、電導特舉例：形成固溶體后對晶體性質的1、穩(wěn)定晶格 某些晶型轉變的發(fā)PbTiO3：立方490℃四方c/a比大 ZrO2：單斜1200℃2、活化晶 舉例：形成固溶體后對晶體性質的3、固溶強固溶體的強度與硬度往往高于各組元，而塑性則較低。強化的程度取決于成分，固溶體的類型、結構特點、固溶度、組元原子半徑差等因間隙式溶質原子的強化效果一般要比置換式溶質原子溶質和溶劑原子尺寸相差越大或固溶度越小，固溶強例如：鉑、銠單獨做熱電偶材料使用，為1450℃，而將鉑銠合金做其中的一根熱電偶，鉑做另一根熱電偶，為1700℃，若兩根熱電偶都用鉑銠合金而只是鉑銠比例不同，達2000℃以上。4、電導缺陷的(diffusion)()移的 。溫度：無規(guī)則熱運動（擴散現象的本質擴濃度梯度：作由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)的定向擴散流密度 JD負號表示從高濃度向低濃度擴?c/?x：濃度梯度，單位距離的粒子濃度

AdolfFick擴散機制(Diffusion 間隙擴散機空位擴散機直接交換機環(huán)形交換機擴散的微觀規(guī) 間隙式擴 單位時間內間隙粒子越過勢壘到相鄰間隙的 Pi＝v0exp(- J(x)N(x)aPN(xa)aP J(x)DND=a2v0exp(-

N

J:單位時間內通過垂直于擴散方向上單位面積的擴N：間隙原子濃空位擴 單位時間內替位粒子到相鄰位置的幾率P取決每個格點出現空位的幾率Pv（Ev為形成一個空位所需的能量PvNv/N=exp(- N—晶體的原子密替位式粒子越過勢壘(Es)到相鄰空位的幾率Ps＝v0exp(-PPv×Ps＝v0exp[-(EvEs)/kT]＝v0exp(-Ea/kT)J(x)a2P

D＝a2v0exp(-3.影響擴散的因 DDexpEa溫

kT 固溶體類型（擴散機制、原子擴散激活能晶體結構