清华版：《材料科学基础》课程电子教案（PPT课件）第四章 晶体中的缺陷 4-1 缺陷

第四章晶体中的缺陷点缺陷线缺陷面缺陷点缺陷的特点是在空间三维方向上的尺寸都很小，约为几个原子间距，又称零维缺陷

第四章 晶体中的缺陷 点缺陷 线缺陷 面缺陷 点缺陷的特点是在空间三维方 向上的尺寸都很小，约为几个 原子间距，又称零维缺陷

点缺陷1-1.点缺陷的种类点缺陷主要有三种：空位、间隙原子、置换原子FePe(b）离子空位对(a)正离子空位

点缺陷 1-1. 点缺陷的种类 点缺陷主要有三种：空位、间隙原子、置换原子

1-2.热缺陷的典型一点缺陷（原子指由于热起伏所产生的空位或间隙质点或离子），亦称为本征缺陷>热起伏：指能量的不均衡，质点中总有一部分高能质点能够克服周围质点对它的束缚而跃迁：热缺陷的产生和复合始终处于一种动态平衡

1-2. 热缺陷的典型—点缺陷 指由于热起伏所产生的空位或间隙质点（原子 或离子），亦称为本征缺陷。 ➢热起伏：指能量的不均衡，质点中总有一部分高能 质点能够克服周围质点对它的束缚而跃迁； ➢热缺陷的产生和复合始终处于一种动态平衡

(1)热缺陷类型1）弗仑克尔缺陷(Frenkel defect)1926年由Frenkel发现并提出。形成机制：正常晶格质点跃入间隙位，在原晶格结点则出现空位。见图（a）。特点：空位和间隙质点成对出现；晶体体积不发生改变

（1）热缺陷类型 1）弗仑克尔缺陷（Frenkel defect） 1926年由Frenkel发现并提出。 形成机制：正常晶格质点跃入间隙位，在 原晶格结点则出现空位。见图（a）。 特点：空位和间隙质点成对出现； 晶体体积不发生改变

a）弗仑克尔缺陷的形成（b）单质中的肖特（空位与间隙质点成对出现基缺陷的形成热缺陷产生示意图

热缺陷产生示意图 （a）弗仑克尔缺陷的形成 （空位与间隙质点成对出现） （b）单质中的肖特 基缺陷的形成

2）肖特基缺陷（Schottky defect)1934年由Schotteky发现并提出形成机制：质点跃迁至表面形成新的结点，而在晶体内部留下空位。见图（b）特点：晶体中只有空位：正离子空位与负离子空位成对出现晶体体积增大，晶格常数变化

2）肖特基缺陷（Schottky defect） 1934年由Schotteky发现并提出。 形成机制：质点跃迁至表面形成新的结点，而 在晶体内部留下空位。见图（b）。 特点：晶体中只有空位； 正离子空位与负离子空位成对出现； 晶体体积增大，晶格常数变化

肖特基缺陷与弗伦克尔缺陷的比较：般晶体（如金属晶体）中，肖特基空位比弗兰克空位多得多。弗兰克肖脱基空位空位间隙原子般晶体中的肖脱基和弗兰克空位

一般晶体中的肖脱基和弗兰克空位 肖 脱 基 空 位 弗兰克 空位 间隙原子 一般晶体（如金属晶体）中，肖特基空位比弗兰克空 位多得多。 肖特基缺陷与弗伦克尔缺陷的比较：

肖特基缺陷与弗伦克尔缺陷的比较：弗兰克空位肖特基空位对于离子晶体，当正负离子尺寸差异较大、结构配位数较低时，小离子易于移入相邻的间隙而产生弗兰克空位离子晶体中的肖特基和弗兰克空位而若离子尺寸相差较小、配位数较高、排列较密集时，则易于形成肖特基空位

离子晶体中的肖特基和弗兰克空位 肖 特 基 空 位 弗兰克 空位 对于离子晶体，当正负离子 尺寸差异较大、结构配位数 较低时，小离子易于移入相 邻的间隙而产生弗兰克空位； 而若离子尺寸相差较小、配 位数较高、排列较密集时， 则易于形成肖特基空位。 肖特基缺陷与弗伦克尔缺陷的比较：

异类原子进入到晶体中而形成。根据其与基体原子尺寸的差异，既可进入间隙位置，又可置换晶格的某些结点。异类原子在晶体中的存在情况

异类原子进入到晶体中而形成。根据其与基体 原子尺寸的差异，既可进入间隙位置，又可置 换晶格的某些结点。 异类原子在晶体中的存在情况

1-3、点缺陷的符号表征：Kroger-Vink符号以MX型化合物为例：1.空位（vacancy）：用V表示，右下标表示缺陷所在位置，即M原子位置是空的。2.间隙原子（interstitial）：用M、X,表示即M、X原子位于晶格间隙位置。3.错位原子：用Mx、XM等表示，即MxM原子占据X原子的位置

1-3、点缺陷的符号表征：Kröger-Vink符号 以MX型化合物为例： 1.空位（vacancy）： 用VM 表示，右下标表 示缺陷所在位置，即M原子位置是空的。 2.间隙原子（interstitial）：用Mi、Xi表示， 即M、X原子位于晶格间隙位置。 3. 错位原子 ：用MX、XM等表示，即 MX——M原子占据X原子的位 置；