Schottky-vika vs Frenkel-vika: ero ja vertailu

Keskeiset ostokset

1. Vika koostumus: Schottky- ja Frenkel-virheet ovat kiteiden pistevikoja. Schottky-defekti syntyy, kun vastakkaisesti varautuneiden ionien pari jättää hila-alueensa luoden tyhjän tilan. Frenkel-vika, joka tunnetaan myös dislokaatiovirheenä, tapahtuu, kun ioni poistuu oikeasta hilakohdastaan ​​ja siirtyy välikohtaan luoden tyhjän tilan ja välitilan.
2. Vaikutus tiheyteen: Schottky-vika sisältää ioniparin poistamisen hilasta, mikä pienentää kiteen kokonaistiheyttä. Frenkel-vika ei kuitenkaan tarkoita ionien poistumista, vain uudelleenjärjestelyä kiteen sisällä. Siksi se ei muuta tiheyttä.
3. Yleinen tietyissä kiteissä: Schottky-virheitä löytyy yleisimmin kiteistä, joilla on korkea koordinaatioluku ja samankokoisia kationeja ja anioneja, kuten alkalihalogenideja. Frenkel-virheet ovat yleisempiä kiteissä, joissa ionikokojen erot ovat merkittäviä, koska tämä sallii pienempien ionien helposti miehittää interstitiaalisia kohtia. Tämä näkyy hopeahalogenideissa.

Mikä on Schottky-vika?

Schottky-vika tunnetaan myös stoikiometrisenä vikana. Tämä johtuu siitä, että kiteen yleinen kemiallinen koostumus on sama avoimista työpaikoista riippumatta. Se on yksi pistevioista, jotka muodostuvat, kun yhtä suuri määrä anioneja ja kationeja poistetaan kidehilasta. Nämä puuttuvat anionit ja kationit muodostavat paikoilleen tyhjiä tiloja tai tyhjiä paikkoja.

Nämä ovat yleisiä erittäin ionisissa yhdisteissä, kuten metalli- ja alkalihalogenideissa. Tähän vikaan vaikuttava tekijä on korkea lämpötila. NaCl, CsCl ja KBr ovat muutamia esimerkkejä Schottky-virheistä.

Mikä on Frenkelin vika?

Frenkel-vika tunnetaan myös ei-stokiometrisenä vikana. Tämä johtuu siitä, että kiteen yleinen kemiallinen koostumus poikkeaa hieman sen todellisesta koostumuksesta, mutta säilyttää yhdisteen varausneutraaliuden. Se on myös yksi pistevioista, joita voidaan yleisesti löytää ionikiteistä tai puolijohdemateriaaleista. Ne ovat myös yleisiä materiaaleissa, joissa on suuria eroja sekä anionien että kationien kokoissa.

Se muodostuu, kun kationi siirtyy interstitiaalisesta kohdasta, ja kationiväli muodostuu. Se johtuu korkeasta lämpötilasta, mikä johtaa kidehilan atomien lisääntyneeseen liikkuvuuteen. AgBr, Pbl2 ja ZnS ovat esimerkkejä Frenkel-vioista.

Ero Schottky-vian ja Frenkel-vian välillä

1. Schottky-virheen luonnetta kutsutaan myös stoikiometriseksi viaksi, kun taas toisaalta Frenkel-vian luonnetta kutsutaan myös ei-stoikiometriseksi viaksi. 
2. Schottky-defektissä vikojen tiheyden sanotaan olevan alhainen, koska vapaat työpaikat ja interstitiaaliset kohdat muodostuvat tasapainoisesti. Sitä vastoin Frenkel-defektissä vian tiheys on korkea, koska vapaat työpaikat ja interstitiaaliset kohdat muodostuvat epätasapainoisesti.      
3. Schottky-defekti muodostuu, kun syntyy yhtä suuri määrä anioni- ja kationivapaita paikkoja. Samaan aikaan Frenkel-defekti muodostuu, kun kationi siirtyy interstitiaalisesta kohdasta, ja kationiväli muodostuu.
4. Schottky-virhe on yleinen erittäin ionisissa yhdisteissä, kuten metalli- ja alkalihalogenideissa. Toisaalta Frenkel-vika on yleinen yhdisteissä, joissa on suuria eroja anionien ja kationien koossa.
5. Tiheyden vaikutus Schottky-virheeseen on, että se alentaa sen kidetiheyttä. Vertailun vuoksi Frenkel-virheessä ei ole tällaista tiheyden vaikutusta.
6. Schottky-vika voi vaikuttaa mekaanisten ominaisuuksien muutokseen, kuten aiheuttaa haurautta. Samalla Frenkel-defektissä vian muodostumisen laajuus ratkaisee mekaanisten ominaisuuksien muutoksen.
7. Schottky-virhe vaikuttaa joidenkin ioniyhdisteiden sähkönjohtavuuteen. Toisaalta Frenkel-vika vaikuttaa tai vaikuttaa sähköisiin ominaisuuksiin. 
8. Schottky-virheet ovat vähemmän stabiileja, kun taas Frenkel-virheet ovat vakaampia. 
9. Esimerkkejä schottky-virheistä ovat NaCl, CsCl ja KBr. Toisaalta esimerkkejä Frenkel-virheistä ovat AgBr, Pbl₂ja ZnS.

Schottky-vian ja Frenkel-vian vertailu

Vertailuparametri	Schottkyn vika	Frenkelin vika
luonto	Stökiometrinen vika	Ei-stoikiometrinen vika
Tiheys	Alhainen virhetiheys	Vikojen suuri tiheys
Vian muodostuminen	Se muodostuu, kun syntyy yhtä suuri määrä anioni- ja kationivapaita paikkoja	Se muodostuu, kun kationi siirtyy interstitiaalisesta kohdasta, ja kationiväli muodostuu
Yhteinen sisään	Ne ovat yleisimpiä erittäin ionisissa yhdisteissä, kuten – metalli- ja alkalihalogenideissa	Ne ovat yleisiä yhdisteissä, joilla on suuria eroja anionien ja kationien koossa
Vaikutus tiheyteen	vähennys	Ei vaikutusta
Mekaaniset ominaisuudet	Haurautta	Vian muodostumisen laajuudesta riippuen
Sähköiset ominaisuudet	Vaikuttaa sähkönjohtavuuteen	Vaikuttaa sähköisiin ominaisuuksiin
Pysyvyys	Vähemmän vakaa	Vakaampi
Esimerkit	NaCl, CsCl, KBr	AgBr, Pbl2, ZnS

Viitteet

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

Viimeksi päivitetty: 21. elokuuta 2023