शोट्की बनाम फ्रेनकेल दोष: अंतर और तुलना

चाबी छीन लेना

1. शॉटकी दोष आयनिक क्रिस्टल में धनायन और आयनों के बीच आकार में बड़े अंतर के साथ होते हैं। उनमें धनायन और ऋणायन रिक्तियों के जोड़े शामिल होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप स्टोइकोमेट्रिक असंतुलन और नॉनस्टोइकोमेट्री होता है। शोट्की दोष क्रिस्टल के घनत्व को कम कर देता है।
2. फ्रेनकेल दोष बड़े धनायन-आयन आकार के अंतर वाले आयनिक क्रिस्टल में भी होते हैं, लेकिन धनायन बहुत छोटे होते हैं। फ्रेनकेल दोष में, एक धनायन अपने जाली स्थल से विस्थापित हो जाता है और एक अंतरालीय स्थिति पर कब्जा कर लेता है, जिससे एक आयन रिक्ति बन जाती है। फ्रेनकेल दोषों से स्टोइकोमेट्रिक असंतुलन या महत्वपूर्ण घनत्व परिवर्तन नहीं होता है।
3. शोट्की और फ्रेनकेल दोनों दोषों में क्रिस्टल लैटिस के भीतर रिक्तियों की उपस्थिति शामिल होती है, लेकिन शोट्की दोष रिक्ति जोड़े बनाते हैं, जबकि फ्रेनकेल दोष में धनायन विस्थापन और अंतरालीय स्थिति शामिल होती है। क्रिस्टल का समग्र आवेश दोनों ही मामलों में तटस्थ रहता है।

शोट्की दोष क्या है?

आयनिक क्रिस्टल में शॉट्की दोष होता है। यह तब होता है जब समान संख्या में धनायन और ऋणायन अपने संबंधित जालक स्थलों से गायब होते हैं। इससे रिक्ति दोष उत्पन्न होता है। यह दोष थर्मल कंपन के कारण हो सकता है।

इस दोष का दूसरा कारण क्रिस्टल वृद्धि के दौरान अशुद्धियाँ हो सकता है। यह आयनिक क्रिस्टलों में व्यापक रूप से देखा जाता है जो NaCl या KCl जैसे धनायन और आयन आकार के साथ समानताएं साझा करते हैं। यह दोष क्रिस्टल के भौतिक गुणों को लक्षित करता है। क्रिस्टल का घनत्व और गलनांक समझौता हो जाता है।

शोट्की दोष में जाली का द्रव्यमान कम हो जाता है और इस प्रक्रिया में आयन और परमाणु जाली से बाहर निकल जाते हैं। हालाँकि, ढांकता हुआ स्थिरांक के मूल्य में कोई संशोधन नहीं है।

फ्रेंकेल दोष क्या है?

क्रिस्टल संरचनाओं में फ्रेंकेल दोष होता है। यह आयनिक और सहसंयोजक दोनों क्रिस्टल में हो सकता है। इस दोष के लिए सबसे आम क्रिस्टल संरचना छोटे आयनों वाली होती है, उदाहरण के लिए, क्षार धातु हैलाइड।

याकोव फ्रेनकेल ने इस दोष की खोज की और उन्हीं के नाम पर इस दोष का नाम रखा गया है। यह दोष आयनिक क्रिस्टल के गुणों को बदल देता है। यह क्रिस्टल की विद्युत चालकता को बढ़ा देता है।

ऐसी चीजें जो कई कारणों से फ्रेनकेल दोष उत्पन्न कर सकती हैं। उच्च तापमान और रासायनिक डोपिंग इसके कुछ कारण हैं। दोष तब शुरू होता है जब एक आयन अपनी मूल जाली साइट से क्रिस्टल फ्रेम के भीतर एक अंतरालीय साइट पर कब्जा करने के लिए चलता है। इससे मूल जालक स्थल पर रिक्ति दोष और आयन द्वारा अधिग्रहीत नए स्थल पर अंतरालीय दोष उत्पन्न हो जाता है।

शोट्की और फ्रेनकेल दोष के बीच अंतर

1. शॉट्की दोष तब होता है जब समान संख्या में धनायन और ऋणायन अपने संबंधित जालक स्थलों से गायब होते हैं। यह रिक्ति दोष उत्पन्न करता है। दूसरी ओर, फ्रेनकेल दोष तब होता है जब एक आयन अपनी जाली साइट से विस्थापित हो जाता है और एक अंतरालीय साइट पर चला जाता है।
2. शोट्की दोषों का घनत्व फ्रेनकेल दोषों से कम है।
3. शोट्की दोष क्रिस्टल के घनत्व और गलनांक पर प्रभाव छोड़ते हैं। दूसरी ओर, फ्रेनकेल दोष क्रिस्टल के ऑप्टिकल और विद्युत गुणों को प्रभावित करते हैं।
4. शोट्की दोष NaCl और KCl जैसे आयनिक यौगिकों में देखे जाते हैं, जबकि फ्रेनकेल दोष ZnS और AgBr जैसे यौगिकों को प्रभावित करते हैं।
5. फ्रेनकेल दोष उच्च तापमान पर दिखाई देते हैं, और इसके विपरीत, शोट्की दोष कम तापमान पर होते हैं।
6. शोट्की दोष के मामले में, जाली का द्रव्यमान कम हो जाता है, जबकि फ्रेनकेल दोष में, जाली के द्रव्यमान में कोई बदलाव नहीं होता है।

शोट्की और फ्रेनकेल दोष के बीच तुलना

तुलना का पैरामीटर	शोट्की दोष	फ्रेंकेल दोष
घनत्व	इसका घनत्व कम है.	इसका घनत्व अधिक होता है।
तापमान	यह कम तापमान में अधिक आम है।	यह कम तापमान में अधिक आम है।
प्रसार	इससे आयन प्रसार नहीं हो सकता।	इसके परिणामस्वरूप आयन प्रसार हो सकता है।
घटना	यह आयनिक क्रिस्टल में होता है।	यह आयनिक और सहसंयोजक दोनों क्रिस्टल में होता है।
निर्माण	शॉटकी दोषों की उत्पत्ति धनायनों और ऋणायनों के पारस्परिक आकर्षण के कारण हुई।	फ्रेनकेल दोष उस अपेक्षाकृत कम ऊर्जा के कारण विकसित होते हैं जो धनायन अंतरालीय स्थल पर जाने के लिए मांगता है।
जाली का द्रव्यमान	इस दोष से जाली का द्रव्यमान कम हो जाता है।	इस दोष से जाली का द्रव्यमान ज्यों का त्यों रहता है।
परमाणुओं और आयनों की स्थिति	यहां, परमाणु और आयन जाली छोड़ देते हैं।	यहां परमाणु और आयन अपना स्थान छोड़ देते हैं लेकिन जाली के अंदर ही रहते हैं।

संदर्भ

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

अंतिम अद्यतन: 14 अक्टूबर, 2023