Schottky vs Frenkelov defekt: razlika i usporedba

Ključni za poneti

1. Schottkyjevi defekti javljaju se u ionskim kristalima s velikom razlikom u veličini između kationa i aniona. Oni uključuju parove slobodnih mjesta kationa i aniona, što rezultira stehiometrijskom neravnotežom i nestehiometrijom. Schottkyjevi defekti smanjuju gustoću kristala.
2. Frenkelovi defekti također se pojavljuju u ionskim kristalima s velikom razlikom u veličini kation-anion, ali kationi su mnogo manji. U Frenkelovim defektima, kation je pomaknut sa svog mjesta rešetke i zauzima intersticijski položaj, stvarajući upražnjeno anionsko mjesto. Frenkelovi nedostaci ne dovode do stehiometrijske neravnoteže ili značajnih promjena gustoće.
3. I Schottky i Frenkelovi defekti uključuju prisutnost praznina unutar kristalnih rešetki, ali Schottkyjevi defekti stvaraju parove praznina, dok Frenkelovi defekti uključuju pomicanje kationa i intersticijske položaje. Ukupni naboj kristala ostaje neutralan u oba slučaja.

Što je Schottkyjev defekt?

Schottkyjev defekt se javlja u ionskim kristalima. To se događa kada jednak broj kationa i aniona nedostaje na njihovim odgovarajućim mjestima rešetke. To dovodi do nedostatka praznog mjesta. Ovaj kvar može biti uzrokovan toplinskim vibracijama.

Drugi razlog za ovaj nedostatak mogu biti nečistoće tijekom rasta kristala. Uvelike se vidi u ionskim kristalima koji dijele sličnosti s veličinama kationa i aniona poput NaCl ili KCl. Ovaj nedostatak ima za cilj fizička svojstva kristala. Gustoća i talište kristala bivaju ugroženi.

Masa rešetke se smanjuje u Schottky defektu, au tom procesu ioni i atomi izlaze iz rešetke. Međutim, nema promjena u vrijednosti dielektrične konstante.

Što je Frenkelov defekt?

Frenkelov defekt se događa u kristalnim strukturama. Može se pojaviti u ionskim i kovalentnim kristalima. Najčešća kristalna struktura za ovaj defekt je ona s malim ionima, na primjer, halogenidi alkalijskih metala.

Yakov Frenkel je otkrio ovaj nedostatak, iu njegovo ime je stavljeno ime ovog nedostatka. Ovaj nedostatak mijenja svojstva ionskih kristala. Povećava električnu vodljivost kristala.

Stvari koje mogu uzrokovati pojavu Frenkelovih nedostataka iz nekoliko razloga. Visoka temperatura i kemijski doping samo su neki od razloga za to. Defekt počinje kada se ion pomakne sa svog izvornog mjesta rešetke kako bi zauzeo intersticijsko mjesto unutar kristalnog okvira. To dovodi do defekta praznog mjesta na izvornom mjestu rešetke i intersticijalnog defekta na novom mjestu koje zauzima ion.

Razlika između Schottkyjevog i Frenkelovog defekta

1. Schottkyjevi defekti nastaju kada jednak broj kationa i aniona nedostaje na njihovim odgovarajućim mjestima rešetke. Stvara nedostatke slobodnih mjesta. S druge strane, Frenkelovi defekti nastaju kada se ion pomakne sa svog mjesta rešetke i pomakne na intersticijsko mjesto.
2. Gustoća Schottkyjevih defekata manja je od Frenkelovih defekata.
3. Schottkyjevi defekti ostavljaju utjecaj na gustoću i talište kristala. S druge strane, Frenkelovi defekti utječu na optička i električna svojstva kristala.
4. Schottkyjevi defekti vidljivi su u ionskim spojevima kao što su NaCl i KCl, dok Frenkelovi defekti utječu na spojeve kao što su ZnS i AgBr.
5. Frenkelovi defekti vidljivi su na višim temperaturama, a Schottkyevi defekti, naprotiv, na nižim temperaturama.
6. U slučaju Schottkyjevih defekata, masa rešetke je smanjena, dok se u Frenkelovim defektima masa rešetke ne mijenja.

Usporedba između Schottkyjevog i Frenkelovog defekta

Parametar usporedbe	Schottkyjev defekt	Frenkelov defekt
Gustoća	Njegova gustoća je manja.	Ima veću gustoću.
Temperatura	Češća je pri nižim temperaturama.	Češća je pri nižim temperaturama.
difuzija	Ne može dovesti do difuzije iona.	Može rezultirati difuzijom iona.
Pojavljivanje	Javlja se u ionskim kristalima.	Javlja se u ionskim i kovalentnim kristalima.
Formacija	Schottkyjevi defekti nastali su zbog međusobnog privlačenja kationa i aniona.	Frenkelovi defekti nastaju zbog relativno niske energije koju kation zahtijeva za prelazak na intersticijsko mjesto.
Masa rešetke	S ovim nedostatkom smanjuje se masa rešetke.	Uz ovaj nedostatak, masa rešetke ostaje takva kakva jest.
Položaj atoma i iona	Ovdje atomi i ioni napuštaju rešetku.	Ovdje atomi i ioni napuštaju svoje mjesto, ali ostaju unutar rešetke.

Reference

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

Zadnje ažuriranje: 14. listopada 2023