PDF《第二章 晶体缺陷》

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表示负电 表示负电 表示负电 表示负电, , , , * * * * 表示中性 表示中性 表示中性 表示中性. . . .

1 1

1 1) ) ) ) 自由电子 自由电子 自由电子 自由电子- - - -e e e e'

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2 2) ) ) ) 电子空穴 电子空穴 电子空穴 电子空穴- - - -h h h h . . . . ;

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3 3) ) ) )正常质点 正常质点 正常质点 正常质点: : : :单质 单质 单质 单质 M M M M, , , ,正常原子 正常原子 正常原子 正常原子: : : : * M M

4 4

4 4) ) ) )空位 空位 空位 空位: : : :单质 单质 单质 单质 M M M M 中中中中, , , ,V V V VM M M M: : : :

5 5

5 5) ) ) )间隙质 间隙质 间隙质 间隙质点 点点点: : : :单质 单质 单质 单质 M M M M, , , ,M M M Mi i i i 6) 6) 6) 6) 杂质离子置换晶格中本身粒子 杂质离子置换晶格中本身粒子 杂质离子置换晶格中本身粒子 杂质离子置换晶格中本身粒子: : : :如如如如Mg Mg Mg Mg Al ;

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7 7

7 7) ) ) )缔合中心 缔合中心 缔合中心 缔合中心: : : :当缺陷相邻时 当缺陷相邻时 当缺陷相邻时 当缺陷相邻时, , , ,缺陷会缔合 缺陷会缔合 缺陷会缔合 缺陷会缔合. . . .由于断键数量的减少 由于断键数量的减少 由于断键数量的减少 由于断键数量的减少, , , ,系统能 系统能 系统能 系统能 量会降低 量会降低 量会降低 量会降低, , , ,稳定性增加 稳定性增加 稳定性增加 稳定性增加. . . . 2. 2. 2. 2.肖特基缺陷形成反应 肖特基缺陷形成反应 肖特基缺陷形成反应 肖特基缺陷形成反应 ( ( ( (1

1 1 1) ) ) )单质产生肖特基缺陷 单质产生肖特基缺陷 单质产生肖特基缺陷 单质产生肖特基缺陷 缺陷反应式 缺陷反应式 缺陷反应式 缺陷反应式: : : :M M M MM M M M M M V M + ? 或或或或MV0?求肖特基缺陷平衡浓度 求肖特基缺陷平衡浓度 求肖特基缺陷平衡浓度 求肖特基缺陷平衡浓度: : : : K K K KS S S S=[V =[V =[V =[VM M M M]/[0]=[ V ]/[0]=[ V ]/[0]=[ V ]/[0]=[ VM M M M] ] ] ] 设设设设[0] [0] [0] [0]= = = =1

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1 S S K RT G K ln ln RT G0 ? = ? ? ? = 其中 其中 其中 其中: : : : RT G M RT G S S S e V e K ? ? ? ? = = ] [ S G ? - - - -产生 产生 产生 产生 1mol 1mol 1mol 1mol 肖特基缺陷过程的自由焓变化 肖特基缺陷过程的自由焓变化 肖特基缺陷过程的自由焓变化 肖特基缺陷过程的自由焓变化;

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RT U S S S S RT h RT h R S RT h s s s S s e U U V P U H e Ae e e ? ? ? ? ? ? ? ? ? = = ? ≈ ? + ? = ? = = ? ] [ ]= [ M M V V 式中忽略了体积功和熵变 式中忽略了体积功和熵变 式中忽略了体积功和熵变 式中忽略了体积功和熵变. . . . U U U Us s s s ― ― ― ―形成 形成 形成 形成 1mol 1mol 1mol 1mol 肖特基缺陷所需的能量 肖特基缺陷所需的能量 肖特基缺陷所需的能量 肖特基缺陷所需的能量. . . . R R R R= = = =N N N N0

0 0 0・ ・ ・ ・K K K K 当上式中的 当上式中的 当上式中的 当上式中的 R R R R 由由由由KKKK来代替时 来代替时 来代替时 来代替时, , , ,U U U Us s s s 表示形成一个缺陷所需能量 表示形成一个缺陷所需能量 表示形成一个缺陷所需能量 表示形成一个缺陷所需能量. . . .

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2 2) ) ) )离子晶体产生肖特基缺陷 离子晶体产生肖特基缺陷 离子晶体产生肖特基缺陷 离子晶体产生肖特基缺陷 缺陷形成反应式 缺陷形成反应式 缺陷形成反应式 缺陷形成反应式: : : : ..