Дефект Шотткі проти Френкеля: різниця та порівняння

Ключові винесення

1. Дефекти Шотткі виникають в іонних кристалах із великою різницею розмірів між катіонами та аніонами. Вони містять пари катіонних та аніонних вакансій, що призводить до стехіометричного дисбалансу та нестехіометрії. Дефекти Шотткі зменшують щільність кристала.
2. Дефекти Френкеля також виникають в іонних кристалах із великою різницею розмірів катіон-аніон, але катіони набагато менші. У дефектах Френкеля катіон зміщується зі свого вузла решітки і займає міжвузлове положення, створюючи аніонну вакансію. Дефекти Френкеля не призводять до стехіометричного дисбалансу або значних змін щільності.
3. І дефекти Шотткі, і дефекти Френкеля передбачають наявність вакансій у кристалічних ґратках, але дефекти Шотткі створюють пари вакансій, тоді як дефекти Френкеля включають зміщення катіонів і міжвузлові позиції. Загальний заряд кристала в обох випадках залишається нейтральним.

Що таке дефект Шотткі?

В іонних кристалах має місце дефект Шотткі. Це відбувається, коли рівна кількість катіонів та аніонів відсутня у відповідних вузлах решітки. Це призводить до дефекту вакансії. Цей дефект може виникнути через термічні коливання.

Іншою причиною цього дефекту можуть бути домішки під час росту кристала. Це значною мірою видно в іонних кристалах, які мають схожість із розмірами катіонів та аніонів, таких як NaCl або KCl. Цей дефект впливає на фізичні властивості кристала. Щільність і температура плавлення кристала знижуються.

Маса решітки зменшується в дефекті Шотткі, і в процесі іони та атоми виходять з решітки. Однак немає жодних змін у значенні діелектричної проникності.

Що таке дефект Френкеля?

Дефект Френкеля трапляється в кристалічних структурах. Він може відбуватися як в іонних, так і в ковалентних кристалах. Найпоширенішою кристалічною структурою для цього дефекту є кристали з малими іонами, наприклад, галогеніди лужних металів.

Яків Френкель виявив цей дефект, і на його імені поміщена назва цього дефекту. Цей дефект змінює властивості іонних кристалів. Це підвищує електропровідність кристала.

Речі, які можуть викликати дефекти Френкеля з кількох причин. Висока температура та хімічне допування – це кілька причин. Дефект починається, коли іон переміщується зі свого початкового місця решітки, щоб зайняти проміжне місце в кристалічному каркасі. Це призводить до дефекту вакансії у вихідному місці решітки та дефекту міжвузлів у новому місці, зайнятому іоном.

Різниця між дефектом Шотткі та Френкеля

1. Дефекти Шотткі виникають, коли рівна кількість катіонів та аніонів відсутня у відповідних вузлах решітки. Це створює дефекти вакансій. З іншого боку, дефекти Френкеля виникають, коли іон зміщується зі свого вузла решітки та переміщується до інтерстиціального сайту.
2. Щільність дефектів Шотткі нижча, ніж дефектів Френкеля.
3. Дефекти Шотткі впливають на щільність і температуру плавлення кристала. З іншого боку, дефекти Френкеля впливають на оптичні та електричні властивості кристала.
4. Дефекти Шотткі спостерігаються в іонних сполуках, таких як NaCl і KCl, тоді як дефекти Френкеля впливають на такі сполуки, як ZnS і AgBr.
5. Дефекти Френкеля видно при більш високих температурах, а дефекти Шотткі, навпаки, мають місце при нижчих.
6. У випадку дефектів Шотткі маса ґратки зменшується, тоді як у дефектів Френкеля маса ґратки не змінюється.

Порівняння дефекту Шотткі та Френкеля

Параметр порівняння	Дефект Шотткі	Дефект Френкеля
Щільність	Його щільність менша.	Має більш високу щільність.
температура	Це частіше зустрічається при низьких температурах.	Це частіше зустрічається при низьких температурах.
радіомовлення	Це не може призвести до дифузії іонів.	Це може призвести до дифузії іонів.
Входження	Це відбувається в іонних кристалах.	Він зустрічається як в іонних, так і в ковалентних кристалах.
навчання	Дефекти Шотткі виникли через взаємне притягання катіонів і аніонів.	Дефекти Френкеля розвиваються через відносно низьку енергію, яку вимагає катіон для переходу до інтерстиціального сайту.
Маса решітки	При цьому дефекті маса решітки зменшується.	При цьому дефекті маса решітки залишається такою, як є.
Положення атомів і іонів	Тут атоми та іони залишають решітку.	Тут атоми та іони залишають своє місце, але залишаються всередині решітки.

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: 14 жовтня 2023 р