ショットキー欠陥とフレンケル欠陥: 違いと比較

主要な取り組み

欠陥構成: ショットキー欠陥とフレンケル欠陥は、結晶内の点欠陥の一種です。ショットキー欠陥は、逆に荷電した一対のイオンが格子サイトから離れ、空孔が生じるときに発生します。転位欠陥としても知られるフレンケル欠陥は、イオンが正しい格子サイトを離れて格子間サイトに移動し、空孔と格子間原子を生成するときに発生します。

密度への影響: ショットキー欠陥には、格子からのイオン対の除去が含まれ、その結果、結晶全体の密度が減少します。ただし、フレンケル欠陥にはイオンの除去は含まれず、結晶内の再配列のみが含まれます。したがって、密度は変わりません。

特定の結晶に共通: ショットキー欠陥は、ハロゲン化アルカリなど、配位数が高く、同様のサイズのカチオンとアニオンを持つ結晶で最も一般的に見られます。フレンケル欠陥は、イオンサイズの差が大きい結晶でより一般的です。これにより、小さなイオンが格子間サイトを容易に占有することができるからです。これはハロゲン化銀に見られます。

ショットキー欠陥とは何ですか?

ショットキー欠陥は、化学量論的欠陥としても知られています。これは、結晶の全体的な化学組成が空孔に関係なく同じであるためです。これは、結晶格子から同数のアニオンとカチオンが除去されるときに形成される点欠陥の XNUMX つです。これらの欠落したアニオンとカチオンは、その位置に空のスペースまたは空孔を形成します。

これらは、金属ハロゲン化物やハロゲン化アルカリなどの高イオン性化合物によく見られます。この欠陥に影響を与える要因は高温です。 NaCl、CsCl、KBr はショットキー欠陥の例です。

フレンケル欠陥とは何ですか?

フレンケル欠陥は、非化学量論的欠陥としても知られています。これは、結晶の全体的な化学組成が実際の組成からわずかに逸脱しているにもかかわらず、化合物の電荷の中性が維持されているためです。これは、イオン結晶または半導体材料でよく見られる点欠陥の XNUMX つでもあります。また、アニオンとカチオンの両方のサイズに大きな差がある材料でもよく見られます。

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これは、陽イオンが格子間サイトから移動し、陽イオン格子間原子が形成されるときに形成されます。これは高温により結晶格子の原子の移動度が増加するために起こります。 AgBr、Pbl2、ZnS はフレンケル欠陥の例です。

ショットキー欠陥とフレンケル欠陥の違い

ショットキー欠陥の性質は化学量論的欠陥とも呼ばれ、一方、フレンケル欠陥の性質は非化学量論的欠陥とも呼ばれる。
ショットキー欠陥では、空孔と格子間サイトがバランスよく形成されているため、欠陥密度が低いといわれています。これに対し、フレンケル欠陥では、空孔と格子間サイトがアンバランスに形成されているため、欠陥密度が高くなっている。
ショットキー欠陥は、同数のアニオン空孔とカチオン空孔が生成されるときに形成されます。同時に、格子間サイトから陽イオンが移動し、陽イオン格子間原子が形成されることによりフレンケル欠陥が形成される。
ショットキー欠陥は、金属ハロゲン化物やハロゲン化アルカリなどのイオン性の高い化合物でよく見られます。一方、フレンケル欠陥は、アニオンとカチオンのサイズに大きな差がある化合物でよく見られます。
ショットキー欠陥に対する密度の影響は、結晶密度を下げることです。比較すると、フレンケル欠陥ではそのような密度の影響はありません。
ショットキー欠陥は、脆性を引き起こすなど、機械的特性の変化に影響を与える可能性があります。同時に、フレンケル欠陥では、欠陥形成の程度が機械的特性の変化を決定します。
ショットキー欠陥は、一部のイオン化合物の電気伝導性に影響を与えます。一方、フレンケル欠陥は電気特性に影響を及ぼします。
ショットキー欠陥は安定性が低いのに対し、フレンケル欠陥はより安定しています。
ショットキー欠陥の例としては、NaCl、CsCl、KBr などがあります。一方、フレンケル欠陥の例としては、AgBr、Pbl があります。₂、ZnS。

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ショットキー欠陥とフレンケル欠陥の比較

比較パラメータ	ショットキー欠陥	フレンケル欠陥
自然	化学量論的欠陥	非化学量論的欠陥
密度	欠陥密度が低い	高密度の欠陥
欠陥の形成	同数のアニオンとカチオンの空孔が生成されると形成されます。	カチオンが格子間サイトから移動し、カチオン格子間が形成されるときに形成されます。
共通点	これらは、金属ハロゲン化物やハロゲン化アルカリなどの高イオン性化合物で最も一般的です。	アニオンとカチオンのサイズに大きな差がある化合物によく見られます。
密度への影響	減る	効果なし
機械的性質	もろさ	欠陥形成の程度に応じて
電気特性	電気伝導率に影響を与える	電気特性に影響を与える
安定性	安定性が低い	より安定した
例	NaCl、CsCl、KBr	AgBr、Pbl₂、ZnS