Šotkija defekts pret Frenkela defektu: atšķirība un salīdzinājums

Atslēgas

1. Defektu sastāvs: Šotkija un Frenkela defekti ir punktveida defektu veidi kristālos. Šotkija defekts rodas, kad pretēji lādētu jonu pāris atstāj savas režģa vietas, radot brīvu vietu. Frenkela defekts, kas pazīstams arī kā dislokācijas defekts, rodas, kad jons atstāj savu pareizo režģa vietu un pārvietojas uz intersticiālu vietu, radot brīvu vietu un intersticiālu.
2. Ietekme uz blīvumu: Šotkija defekts ietver jonu pāra noņemšanu no režģa, tādējādi samazinot kristāla kopējo blīvumu. Tomēr Frenkela defekts neietver jonu noņemšanu, tikai kristāla pārkārtošanos. Tāpēc tas nemaina blīvumu.
3. Izplatīts īpašos kristālos: Šotkija defekti visbiežāk sastopami kristālos ar augstu koordinācijas skaitu un līdzīga izmēra katjoniem un anjoniem, piemēram, sārmu halogenīdiem. Frenkela defekti ir biežāk sastopami kristālos, kur jonu lieluma atšķirības ir ievērojamas, jo tas ļauj mazākiem joniem viegli aizņemt intersticiālās vietas. Tas ir redzams sudraba halogenīdos.

Kas ir Šotkija defekts?

Šotkija defekts ir pazīstams arī kā stehiometrisks defekts. Tas ir tāpēc, ka kristāla kopējais ķīmiskais sastāvs ir vienāds neatkarīgi no vakancēm. Tas ir viens no punktveida defektiem, kas veidojas, kad no kristāliskā režģa tiek noņemts vienāds skaits anjonu un katjonu. Šie trūkstošie anjoni un katjoni savās vietās veido tukšas vietas vai vakances.

Tie ir izplatīti ļoti jonu savienojumos, piemēram, metālu un sārmu halogenīdos. Faktors, kas ietekmē vai ietekmē šo defektu, ir augstā temperatūra. NaCl, CsCl un KBr ir daži Šotkija defektu piemēri.

Kas ir Frenkela defekts?

Frenkela defektu sauc arī par nestehiometrisku defektu. Tas ir tāpēc, ka kristāla kopējais ķīmiskais sastāvs nedaudz atšķiras no tā faktiskā sastāva, bet saglabā savienojuma lādiņa neitralitāti. Tas ir arī viens no punktveida defektiem, ko parasti var atrast jonu kristālos vai pusvadītāju materiālos. Tie ir izplatīti arī materiālos, kuriem ir lielas atšķirības gan anjonu, gan katjonu izmēros.

Tas veidojas, kad katjons migrē no intersticiālas vietas, un veidojas katjonu intersticiāls. Tas notiek augstās temperatūras dēļ, kā rezultātā palielinās kristāla režģa atomu mobilitāte. AgBr, Pbl2 un ZnS ir daži frenkela defektu piemēri.

Atšķirība starp Šotkija defektu un Frenkela defektu

1. Šotkija defekta būtība tiek saukta arī par stehiometrisku defektu, bet, no otras puses, Frenkela defekta būtība tiek saukta arī par nestehiometrisku defektu. 
2. Šotkija defekta gadījumā defektu blīvums tiek uzskatīts par zemu, jo brīvās vietas un intersticiālās vietas tiek veidotas līdzsvaroti. Pretstatā tam Frenkela defektā defekta blīvums ir augsts, jo brīvās vietas un intersticiālās vietas veidojas nesabalansēti.      
3. Šotkija defekts veidojas, kad tiek izveidots vienāds anjonu un katjonu vakanču skaits. Tajā pašā laikā Frenkela defekts veidojas, kad katjons migrē no intersticiālas vietas, un veidojas katjonu intersticiāls.
4. Šotkija defekts ir izplatīts ļoti jonu savienojumos, piemēram, metālu un sārmu halogenīdos. No otras puses, Frenkela defekts ir izplatīts savienojumos, kuriem ir lielas atšķirības anjonu un katjonu izmēros.
5. Blīvuma ietekme uz Šotkija defektu ir tāda, ka tas samazina kristāla blīvumu. Salīdzinājumam, Frenkela defektā šādas blīvuma ietekmes nav.
6. Šotkija defekts var ietekmēt mehānisko īpašību izmaiņas, piemēram, izraisīt trauslumu. Tajā pašā laikā Frenkela defektā defekta veidošanās apjoms nosaka mehānisko īpašību izmaiņas.
7. Šotkija defekts ietekmē dažu jonu savienojumu elektrisko vadītspēju. No otras puses, Frenkela defekts ietekmē vai ietekmē elektriskās īpašības. 
8. Šotkija defekti ir mazāk stabili, savukārt Frenkela defekti ir stabilāki. 
9. Šotkija defektu piemērs ir NaCl, CsCl un KBr. No otras puses, Frenkela defektu piemēri ir AgBr, Pbl₂, un ZnS.

Šotkija defekta un Frenkela defekta salīdzinājums

Salīdzināšanas parametrs	Šotkija defekts	Frenkela defekts
daba	Stehiometrisks defekts	Nestehiometrisks defekts
Blīvums	Zems defektu blīvums	Augsts defektu blīvums
Defektu veidošanās	Tas veidojas, kad tiek izveidots vienāds skaits anjonu un katjonu vakanču	Tas veidojas, kad katjons migrē no intersticiālas vietas, un veidojas katjonu intersticiāls
Kopējā In	Tie ir visizplatītākie ļoti jonu savienojumos, piemēram, metālu un sārmu halogenīdos	Tie ir izplatīti savienojumos, kuriem ir lielas atšķirības anjonu un katjonu izmēros
Ietekme uz blīvumu	Samazināt	Nav efekta
Mehāniskās īpašības	Trauslums	Atkarībā no defektu veidošanās apjoma
Elektriskās īpašības	Ietekmē elektrisko vadītspēju	Ietekmē elektriskās īpašības
Stabilitāte	Mazāk stabils	Stabilāks
Piemēri	NaCl, CsCl, KBr	AgBr, Pbl2, ZnS

Atsauces

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

Pēdējo reizi atjaunināts: 21. gada 2023. augustā