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

ショットキー欠陥は、陽イオンと陰イオンのサイズに大きな差があるイオン結晶で発生します。これらにはカチオン空孔とアニオン空孔のペアが関与しており、その結果、化学量論的不均衡と非化学量論が生じます。ショットキー欠陥は結晶の密度を減少させます。

フレンケル欠陥は、カチオンとアニオンのサイズ差が大きいイオン結晶でも発生しますが、カチオンははるかに小さいです。フレンケル欠陥では、カチオンがその格子サイトから移動して格子間位置を占め、アニオン空孔が形成されます。フレンケル欠陥は、化学量論的不均衡や重大な密度変化を引き起こしません。

ショットキー欠陥とフレンケル欠陥はどちらも結晶格子内の空孔の存在を伴いますが、ショットキー欠陥は空孔ペアを作成し、フレンケル欠陥はカチオンの変位と格子間位置を伴います。どちらの場合も、結晶の全体的な電荷は中性のままです。

ショットキー欠陥とは何ですか?

ショットキー欠陥はイオン結晶内で発生します。これは、同数のカチオンとアニオンがそれぞれの格子サイトから欠落しているときに発生します。それは空孔欠陥につながります。この欠陥は熱振動によって発生する可能性があります。

この欠陥のもう XNUMX つの理由は、結晶成長中の不純物である可能性があります。これは、NaCl や KCl などのカチオンおよびアニオンのサイズと類似性を共有するイオン結晶で広く見られます。この欠陥は結晶の物理的特性を対象としています。結晶の密度と融点が損なわれます。

ショットキー欠陥では格子の質量が減少し、その過程でイオンと原子が格子から抜け出します。ただし、誘電率の値には変更はありません。

また読む：比熱と熱容量: 違いと比較

フレンケル欠陥とは何ですか?

フレンケル欠陥は結晶構造で発生します。イオン性結晶と共有結合性結晶の両方で発生する可能性があります。この欠陥の最も一般的な結晶構造は、アルカリ金属ハロゲン化物などの小さなイオンを含む結晶構造です。

ヤコフフレンケルはこの欠陥を発見し、彼の名前でこの欠陥の名前が付けられました。この欠陥により、イオン結晶の特性が変化します。それは結晶の電気伝導率を上昇させます。

フレンケル欠陥はいくつかの理由で発生する可能性があります。高温と化学ドーピングがその理由のいくつかです。欠陥は、イオンが元の格子サイトから移動して結晶フレーム内の格子間サイトを占有するときに始まります。これにより、元の格子サイトには空孔欠陥が生じ、イオンが占める新しいサイトには格子間欠陥が生じます。

ショットキー欠陥とフレンケル欠陥の違い

ショットキー欠陥は、同数のカチオンとアニオンがそれぞれの格子サイトから欠落しているときに発生します。空孔欠陥が発生します。一方、フレンケル欠陥は、イオンが格子サイトから移動して格子サイトに移動するときに発生します。
ショットキー欠陥の密度はフレンケル欠陥よりも低いです。
ショットキー欠陥は、結晶の密度と融点に影響を与えます。一方、フレンケル欠陥は結晶の光学的および電気的特性に影響を与えます。
ショットキー欠陥は NaCl や KCl などのイオン化合物で見られますが、フレンケル欠陥は ZnS や AgBr などの化合物に影響します。
フレンケル欠陥は高温で発生し、ショットキー欠陥は逆に低温で発生します。
ショットキー欠陥の場合、格子の質量は減少しますが、フレンケル欠陥では、格子の質量は変化しません。

また読む：精神疾患と精神障害: 違いと比較

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
密度	密度は低くなります。	密度が高くなります。
温度	気温が低いほど一般的です。	気温が低いほど一般的です。
	イオン拡散を引き起こすことはできません。	イオン拡散が起こる可能性があります。
発生	それはイオン結晶で発生します。	それはイオン性結晶と共有結合性結晶の両方で発生します。
学習	ショットキー欠陥は、陽イオンと陰イオンの相互引力によって発生します。	フレンケル欠陥は、カチオンが格子間サイトに移動するために必要なエネルギーが比較的低いために発生します。
格子の質量	この欠陥により、格子の質量が減少します。	この欠陥があると格子の質量はそのまま残ります。
原子とイオンの位置	ここで、原子とイオンが格子から外れます。	ここでは、原子とイオンはその場所から離れますが、格子の中に残ります。