Schottky vs Frenkeli defekt: erinevus ja võrdlus

Võtme tagasivõtmine

1. Schottky defektid esinevad ioonkristallides, mille katioonide ja anioonide suurus on suur. Need hõlmavad katioonide ja anioonide vabu paare, mille tulemuseks on stöhhiomeetriline tasakaalustamatus ja mittestöhhiomeetria. Schottky defektid vähendavad kristalli tihedust.
2. Frenkeli defektid esinevad ka ioonkristallides, mille katioonide ja anioonide suurus on suur, kuid katioonid on palju väiksemad. Frenkeli defektide korral nihkub katioon oma võre kohast välja ja hõivab interstitsiaalse positsiooni, luues anioonide vaba koha. Frenkeli defektid ei põhjusta stöhhiomeetrilist tasakaalustamatust ega olulisi tiheduse muutusi.
3. Nii Schottky kui ka Frenkeli defektid hõlmavad vabade kohtade olemasolu kristallvõredes, kuid Schottky defektid loovad vabade kohtade paarid, samas kui Frenkeli defektid hõlmavad katioonide nihkumist ja interstitsiaalseid positsioone. Kristalli üldine laeng jääb mõlemal juhul neutraalseks.

Mis on Schottky defekt?

Ioonkristallides esineb Schottky defekt. See tekib siis, kui nende vastavatest võrekohtadest puudub võrdne arv katioone ja anioone. See toob kaasa vaba töökoha defekti. Selle defekti põhjuseks võivad olla termilised vibratsioonid.

Selle defekti teiseks põhjuseks võivad olla kristallide kasvu ajal esinevad lisandid. Seda on palju näha ioonkristallides, millel on sarnasused katioonide ja anioonide suurusega, nagu NaCl või KCl. See defekt on suunatud kristalli füüsikalistele omadustele. Kristalli tihedus ja sulamistemperatuur on ohus.

Võre mass väheneb Schottky defekti korral ning selle käigus väljuvad ioonid ja aatomid võrest. Siiski ei ole dielektrilise konstandi väärtuses mingeid muutusi.

Mis on Frenkeli defekt?

Frenkeli defekt ilmneb kristallstruktuurides. See võib esineda nii ioonsetes kui ka kovalentsetes kristallides. Selle defekti kõige levinum kristallstruktuur on väikeste ioonidega, näiteks leelismetallide halogeniidid.

Selle defekti avastas Yakov Frenkel ja tema nimele on selle defekti nimi pandud. See defekt muudab ioonkristallide omadusi. See suurendab kristalli elektrijuhtivust.

Asjad, mis võivad põhjustada Frenkeli defekte mitmel põhjusel. Kõrge temperatuur ja keemiline doping on nende mõned põhjused. Defekt algab siis, kui ioon liigub oma algsest võrekohast, et hõivata kristalliraamis interstitsiaalne sait. See toob kaasa vakantsi defekti algses võrekohas ja interstitsiaalse defekti uues iooni poolt hõivatud kohas.

Erinevus Schottky ja Frenkeli defekti vahel

1. Schottky defektid tekivad siis, kui nende vastavatest võrekohtadest puudub võrdne arv katioone ja anioone. See tekitab vabade töökohtade defekte. Teisest küljest tekivad Frenkeli defektid siis, kui ioon nihkub oma võrekohast ja liigub interstitsiaalsesse kohta.
2. Schottky defektide tihedus on väiksem kui Frenkeli defektidel.
3. Schottky defektid mõjutavad kristalli tihedust ja sulamistemperatuuri. Teisest küljest mõjutavad Frenkeli defektid kristalli optilisi ja elektrilisi omadusi.
4. Schottky defekte on näha ioonsetes ühendites, nagu NaCl ja KCl, samas kui Frenkeli defektid mõjutavad selliseid ühendeid nagu ZnS ja AgBr.
5. Frenkeli defekte on näha kõrgematel temperatuuridel ja Schottky defektid, vastupidi, tekivad madalamatel temperatuuridel.
6. Schottky defektide korral võre mass väheneb, Frenkeli defektide korral aga võre mass ei muutu.

Schottky ja Frenkeli defekti võrdlus

Võrdluse parameeter	Schottky defekt	Frenkeli defekt
Tihedus	Selle tihedus on väiksem.	Sellel on suurem tihedus.
Temperatuur	See on tavalisem madalamatel temperatuuridel.	See on tavalisem madalamatel temperatuuridel.
Diffusion	See ei saa põhjustada ioonide difusiooni.	See võib põhjustada ioonide difusiooni.
Tekkimine	See esineb ioonkristallides.	Seda esineb nii ioonsetes kui ka kovalentsetes kristallides.
Koolitus	Schottky defektid tekkisid katioonide ja anioonide vastastikuse külgetõmbe tõttu.	Frenkeli defektid tekivad suhteliselt madala energia tõttu, mida katioon vajab interstitsiaalsesse kohta liikumiseks.
Võre mass	Selle defektiga väheneb võre mass.	Selle defekti korral jääb võre mass samaks.
Aatomite ja ioonide asukoht	Siin lahkuvad aatomid ja ioonid võrest.	Siin lahkuvad aatomid ja ioonid oma kohalt, kuid jäävad võre sisse.

viited

1. https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2022/ta/d1ta10072f
2. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2515-7655/acbb29/meta

Viimati värskendatud: 14. oktoober 2023