Дефект Шоттки против дефекта Френкеля: разница и сравнение

Основные выводы

1. Дефекты Шоттки возникают в ионных кристаллах с большой разницей в размерах между катионами и анионами. Они включают пары катионных и анионных вакансий, что приводит к стехиометрическому дисбалансу и нестехиометрии. Дефекты Шоттки уменьшают плотность кристалла.
2. Дефекты Френкеля также встречаются в ионных кристаллах с большой разницей в размерах катионов и анионов, но катионы намного меньше. В дефектах Френкеля катион вытесняется из своего узла решетки и занимает междоузлие, создавая анионную вакансию. Дефекты Френкеля не приводят к стехиометрическому дисбалансу или значительным изменениям плотности.
3. Как дефекты Шоттки, так и дефекты Френкеля связаны с наличием вакансий в кристаллических решетках, но дефекты Шоттки создают пары вакансий, а дефекты Френкеля связаны со смещением катионов и междоузлиями. Общий заряд кристалла в обоих случаях остается нейтральным.

Что такое дефект Шоттки?

В ионных кристаллах имеет место дефект Шоттки. Это происходит, когда в соответствующих узлах решетки отсутствует равное количество катионов и анионов. Это приводит к вакансионному дефекту. Этот дефект может быть вызван тепловыми колебаниями.

Другой причиной этого дефекта могут быть примеси при выращивании кристаллов. Это заметно в ионных кристаллах, которые имеют сходство с размерами катионов и анионов, таких как NaCl или KCl. Этот дефект нацелен на физические свойства кристалла. Плотность и температура плавления кристалла скомпрометированы.

Масса решетки уменьшается в дефекте Шоттки, при этом ионы и атомы покидают решетку. Однако никаких изменений в значении диэлектрической проницаемости не происходит.

Что такое дефект Френкеля?

Дефект Френкеля возникает в кристаллических структурах. Это может происходить как в ионных, так и в ковалентных кристаллах. Наиболее распространенной кристаллической структурой для этого дефекта являются структуры с небольшими ионами, например галогениды щелочных металлов.

Яков Френкель открыл этот дефект, и в его имени заложено название этого дефекта. Этот дефект изменяет свойства ионных кристаллов. Это повышает электропроводность кристалла.

Вещи, которые могут вызвать дефекты Френкеля по нескольким причинам. Высокая температура и химическое легирование - несколько причин для этого. Дефект начинается, когда ион перемещается из своего исходного положения в решетку, чтобы занять промежуточное положение внутри кристаллического каркаса. Это приводит к вакансионному дефекту в исходном узле решетки и межузельному дефекту в новом узле, занятом ионом.

Разница между дефектом Шоттки и Френкеля

1. Дефекты Шоттки возникают, когда в соответствующих узлах решетки отсутствует равное количество катионов и анионов. Это создает вакансионные дефекты. С другой стороны, дефекты Френкеля возникают, когда ион смещается из своего узла решетки и перемещается в междоузлие.
2. Плотность дефектов Шоттки меньше дефектов Френкеля.
3. Дефекты Шоттки влияют на плотность и температуру плавления кристалла. С другой стороны, дефекты Френкеля влияют на оптические и электрические свойства кристалла.
4. Дефекты Шоттки наблюдаются в ионных соединениях, таких как NaCl и KCl, тогда как дефекты Френкеля затрагивают такие соединения, как ZnS и AgBr.
5. Дефекты Френкеля проявляются при более высоких температурах, а дефекты Шоттки, наоборот, имеют место при более низких температурах.
6. В случае дефектов Шоттки масса решетки уменьшается, тогда как в случае дефектов Френкеля масса решетки не претерпевает никаких изменений.

Сравнение между дефектом Шоттки и Френкеля

Параметр сравнения	Дефект Шоттки	Дефект Френкеля
Плотность	Его плотность ниже.	Он имеет более высокую плотность.
Температура	Чаще встречается при более низких температурах.	Чаще встречается при более низких температурах.
Вещание	Это не может привести к диффузии ионов.	Это может привести к диффузии ионов.
Вхождение	Это происходит в ионных кристаллах.	Это происходит как в ионных, так и в ковалентных кристаллах.
обучение	Дефекты Шоттки возникают из-за взаимного притяжения катионов и анионов.	Дефекты Френкеля развиваются из-за относительно низкой энергии, необходимой катиону для перемещения в междоузлие.
Масса решетки	При этом дефекте масса решетки уменьшается.	При этом дефекте масса решетки остается прежней.
Положение атомов и ионов	Здесь атомы и ионы покидают решетку.	Здесь атомы и ионы покидают свои места, но остаются внутри решетки.

Рекомендации

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

Последнее обновление: 14 октября 2023 г.