Дефект Шотткі проти дефекту Френкеля: різниця та порівняння

Ключові винесення

1. Склад дефектів: Дефекти Шотткі та Френкеля є типами точкових дефектів у кристалах. Дефект Шотткі виникає, коли пара протилежно заряджених іонів залишає свої вузли решітки, створюючи вакансію. Дефект Френкеля, також відомий як дислокаційний дефект, виникає, коли іон залишає правильний вузол решітки та переміщується до інтерстиціального сайту, утворюючи вакансію та інтерстиціал.
2. Вплив на щільність: Дефект Шотткі передбачає видалення іонної пари з решітки, таким чином зменшуючи загальну щільність кристала. Однак дефект Френкеля не передбачає видалення іонів, а лише перегрупування всередині кристала. Тому він не змінює щільність.
3. Загальне в конкретних кристалах: Дефекти Шотткі найчастіше зустрічаються в кристалах з високим координаційним числом і катіонами та аніонами подібного розміру, такими як галогеніди лужних металів. Дефекти Френкеля частіше зустрічаються в кристалах, де різниця в іонних розмірах є значною, оскільки це дозволяє меншим іонам легко займати місця між вузлами. Це видно в галогенідах срібла.

Що таке дефект Шотткі?

Дефект Шотткі також відомий як стехіометричний дефект. Це тому, що загальний хімічний склад кристала однаковий незалежно від вакансій. Це один із точкових дефектів, що утворюється при видаленні рівної кількості аніонів і катіонів із кристалічної решітки. Ці відсутні аніони та катіони утворюють порожні простори або вакансії на своїх позиціях.

Вони звичайні для високоіонних сполук, таких як галогеніди металів і лужних металів. Фактором, що впливає або впливає на цей дефект, є висока температура. NaCl, CsCl і KBr є кількома прикладами дефектів Шотткі.

Що таке дефект Френкеля?

Дефект Френкеля також відомий як нестехіометричний дефект. Це пояснюється тим, що загальний хімічний склад кристала трохи відхиляється від його фактичного складу, але зберігає нейтральність заряду сполуки. Це також один із точкових дефектів, які зазвичай можна знайти в іонних кристалах або напівпровідникових матеріалах. Крім того, вони поширені в матеріалах, що мають значну різницю в розмірах як аніонів, так і катіонів.

Він утворюється, коли катіон мігрує з інтерстиціального місця, і утворюється катіон інтерстиціальний. Відбувається це через високу температуру, що призводить до збільшення рухливості атомів кристалічної решітки. AgBr, Pbl2 і ZnS є деякими прикладами дефектів Френкеля.

Різниця між дефектом Шотткі та дефектом Френкеля

1. Природа дефекту Шотткі також називається стехіометричним дефектом, тоді як, з іншого боку, природа дефекту Френкеля також називається нестехіометричним дефектом. 
2. У дефекті Шотткі щільність дефектів вважається низькою, оскільки вакансії та інтерстиціальні ділянки формуються збалансованим чином. На відміну від цього, у дефекті Френкеля щільність дефекту висока, оскільки вакансії та інтерстиціальні ділянки формуються незбалансованим чином.      
3. Дефект Шотткі утворюється при створенні рівної кількості аніонних і катіонних вакансій. У той же час дефект Френкеля утворюється, коли катіон мігрує з інтерстиційної ділянки, і утворюється катіон інтерстиціал.
4. Дефект Шотткі поширений у високоіонних сполуках, таких як галогеніди металів і лугів. Тоді як, з іншого боку, дефект Френкеля є поширеним у сполуках, які мають великі відмінності в розмірах аніонів і катіонів.
5. Вплив щільності на дефект Шотткі полягає в тому, що вона знижує щільність його кристала. Для порівняння, у дефекті Френкеля такого ефекту щільності немає.
6. Дефект Шотткі може впливати на зміну механічних властивостей, наприклад, спричиняти крихкість. У той же час у дефекті Френкеля ступінь утворення дефекту визначає зміну механічних властивостей.
7. Дефект Шотткі впливає на електропровідність деяких іонних сполук. Тоді як, з іншого боку, дефект Френкеля впливає або впливає на електричні властивості. 
8. Дефекти Шотткі менш стабільні, тоді як, навпаки, дефекти Френкеля більш стабільні. 
9. Прикладом дефектів Шотткі є NaCl, CsCl і KBr. З іншого боку, прикладами дефектів Френкеля є AgBr, Pbl₂і ZnS.

Порівняння між дефектом Шотткі та дефектом Френкеля

Параметр порівняння	Дефект Шотткі	Дефект Френкеля
природа	Стехіометричний дефект	Нестехіометричний дефект
Щільність	Низька щільність дефектів	Висока щільність дефектів
Дефектоутворення	Він утворюється при створенні рівної кількості аніонних і катіонних вакансій	Він утворюється, коли катіон мігрує з інтерстиціального сайту, і утворюється катіон інтерстиціальний
Загальний В	Вони найбільш поширені у високоіонних сполуках, таких як галогеніди металів і лугів	Вони поширені в сполуках, які мають значні відмінності в розмірах аніонів і катіонів
Вплив на щільність	Зменшити	Без ефекту
Механічні властивості	крихкість	Залежно від ступеня утворення дефекту
Електричні властивості	Впливає на електропровідність	Впливає на електричні властивості
Стабільність	Менш стабільний	Більш стабільний
прикладів	NaCl, CsCl, KBr	AgBr, Pbl2, ZnS

посилання

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

Останнє оновлення: 21 серпня 2023 р