Реферат Курсовая Конспект
Тепловые точечные дефекты - раздел Энергетика, Лекция 2 Над Поверхностью Твёрдого Тела Всегда Присутствует Пар, Состоящий Из Атомов Д...
|
Над поверхностью твёрдого тела всегда присутствует пар, состоящий из атомов данного вещества. Атомы, образующие поверхностный слой кристалла, могут вследствие нагревания приобретать кинетическую энергию, достаточную для того, чтобы оторваться от поверхности и перейти в окружающее пространство. Такой отрыв может иметь место не только для поверхностных атомов, но и для атомов внутри кристалла. Перемещаясь по кристаллу и передавая энергию остальным атомам, атом с большей энергией занимает новое равновесное положение.
Если все ближайшие узлы решётки заняты, то он может разместиться только в междоузлии. Оставшийся пустым узел решётки получил название вакансии. Точечные дефекты в виде совокупности атомов в междоузлиях и вакансий называются дефектами по Френкелю (рис.2.1).
Парные дефекты Френкеля возникают легче в кристаллах, содержащих большие межатомные промежутки, чем в плотноупакованных (в них для междоузельных атомов нет места) . Такие дефекты характерны для полупроводников.
Дефекты по Шотки обычно встречаются в кристаллах с плотной упаковкой атомов, где образование междоузельных атомов затруднено и энергетически невыгодно. Процесс образования дефектов в таком кристалле происходит следующим образом. Некоторые атомы из приповерхностного слоя в результате теплового движения могут оказаться в состоянии частичной диссоциации, т.е. они могут выйти из кристалла на поверхность. Образовавшаяся вакансия мигрирует затем в объём кристалла (рис.2.2). Образование дефектов по Шотки уменьшает плотность кристалла из-за увеличения его объёма при постоянной массе. При образовании дефектов по Френкелю плотность остаётся неизменной, т.к. объём кристалла не изменяется.
Образование точечных дефектов требует значительных затрат энергии. Эта энергия находится в прямой зависимости от прочности химических связей и пропорциональна энергии связи в кристалле. Так, чтобы создать вакансию в кристалле германия или кремния, надо разорвать четыре ковалентные связи. Для этого нужна энергия 3,2·10-19 Дж (2 эВ) - для германия, и 3,7·10-19 Дж (2,3 эВ) для кремния, однако, при высоких температурах существование дефектов является энергетически выгодным ,т.к. введение дефектов не только увеличивает внутреннюю энергию кристалла, но и увеличивает его энтропию.
В общем случае кристалл содержит и дефекты по Френкелю и дефекты по Шотки.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Типы связи в кристаллах Ионные кристаллы Число ионов...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Тепловые точечные дефекты
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов