Schottky Defect vs Frenkel Defect: Sự khác biệt và so sánh

Các nội dung chính

1. Thành phần lỗi: Các khuyết tật Schottky và Frenkel là các loại khuyết tật điểm trong tinh thể. Một khiếm khuyết Schottky xảy ra khi một cặp ion tích điện trái dấu rời khỏi vị trí mạng tinh thể của chúng, tạo ra một chỗ trống. Lỗi Frenkel, còn được gọi là lỗi lệch vị trí, xảy ra khi một ion rời khỏi vị trí mạng chính xác của nó và di chuyển đến vị trí kẽ, tạo ra một chỗ trống và một kẽ.
2. Ảnh hưởng đến mật độ: Một khiếm khuyết Schottky liên quan đến việc loại bỏ một cặp ion khỏi mạng tinh thể, do đó làm giảm mật độ tổng thể của tinh thể. Tuy nhiên, khuyết tật Frenkel không liên quan đến việc loại bỏ các ion, mà chỉ là sự sắp xếp lại bên trong tinh thể. Do đó, nó không làm thay đổi mật độ.
3. Phổ biến trong tinh thể cụ thể: Khiếm khuyết Schottky thường được tìm thấy nhiều nhất trong các tinh thể có số phối trí cao và các cation và anion có kích thước tương tự, chẳng hạn như halogenua kiềm. Khiếm khuyết Frenkel phổ biến hơn trong các tinh thể trong đó sự khác biệt về kích thước ion là đáng kể, vì điều này cho phép các ion nhỏ hơn dễ dàng chiếm giữ các vị trí xen kẽ. Điều này được nhìn thấy trong halogenua bạc.

Khiếm khuyết Schottky là gì?

Một khiếm khuyết schottky còn được gọi là một khiếm khuyết cân bằng hóa học. Điều này là do thành phần hóa học tổng thể của tinh thể là như nhau bất kể vị trí tuyển dụng. Nó là một trong những khuyết tật điểm được hình thành khi một số lượng anion và cation bằng nhau bị loại bỏ khỏi mạng tinh thể. Các anion và cation bị thiếu này tạo thành các khoảng trống hoặc chỗ trống tại vị trí của chúng.

Chúng phổ biến trong các hợp chất có tính ion cao như kim loại và halogenua kiềm. Yếu tố ảnh hưởng hoặc ảnh hưởng đến khuyết tật này là nhiệt độ cao. NaCl, CsCl và KBr là một vài ví dụ về khuyết tật schottky.

Khiếm khuyết Frenkel là gì?

Khiếm khuyết Frenkel còn được gọi là khiếm khuyết không cân bằng hóa học. Điều này là do thành phần hóa học tổng thể của tinh thể hơi khác so với thành phần thực tế của nó nhưng vẫn duy trì tính trung lập về điện tích của hợp chất. Đây cũng là một trong những khuyết tật điểm thường thấy ở tinh thể ion hoặc vật liệu bán dẫn. Ngoài ra, chúng phổ biến trong các vật liệu có sự khác biệt lớn về kích thước của cả anion và cation.

Nó được hình thành khi một cation di chuyển từ vị trí kẽ và một kẽ cation được hình thành. Nó xảy ra do nhiệt độ cao, dẫn đến tăng tính linh động của các nguyên tử trong mạng tinh thể. AgBr, Pbl2 và ZnS là một số ví dụ về khuyết tật của Frenkel.

Sự khác biệt giữa Khiếm khuyết Schottky và Khiếm khuyết Frenkel

1. Bản chất của khuyết tật schottky còn được gọi là khuyết tật cân bằng hóa học, trong khi đó, bản chất của khuyết tật Frenkel cũng được gọi là khuyết tật không cân bằng hóa học. 
2. Trong khiếm khuyết schottky, mật độ của các khuyết tật được cho là thấp do các vị trí trống và kẽ được hình thành một cách cân đối. Trái ngược với điều này, ở khiếm khuyết Frenkel, mật độ của khiếm khuyết cao do các vị trí trống và kẽ được hình thành một cách không cân đối.      
3. Khiếm khuyết schottky được hình thành khi số lượng anion và cation trống bằng nhau được tạo ra. Đồng thời, khiếm khuyết Frenkel được hình thành khi một cation di chuyển từ một vị trí kẽ và một kẽ cation được hình thành.
4. Khuyết tật schottky phổ biến trong các hợp chất có tính ion cao như kim loại và halogenua kiềm. Mặt khác, khuyết tật Frenkel phổ biến trong các hợp chất có sự khác biệt lớn về kích thước của anion và cation.
5. Ảnh hưởng của mật độ đối với khuyết tật schottky là nó làm giảm mật độ tinh thể của nó. Để so sánh, không có ảnh hưởng như vậy của mật độ trong khuyết tật Frenkel.
6. Các khuyết tật schottky có thể ảnh hưởng đến sự thay đổi tính chất cơ học, chẳng hạn như nó gây ra sự giòn. Đồng thời, trong khuyết tật Frenkel, mức độ hình thành khuyết tật quyết định sự thay đổi tính chất cơ học.
7. Khuyết tật Schottky ảnh hưởng đến tính dẫn điện trong một số hợp chất ion. Mặt khác, khuyết tật Frenkel ảnh hưởng hoặc ảnh hưởng đến các đặc tính điện. 
8. Các khuyết tật Schottky kém ổn định hơn, trong khi đó, các khuyết tật Frenkel ổn định hơn. 
9. Ví dụ về khuyết tật schottky là NaCl, CsCl và KBr. Mặt khác, các ví dụ về khuyết tật Frenkel là AgBr, Pbl₂và ZnS.

So sánh giữa Khiếm khuyết Schottky và Khiếm khuyết Frenkel

Tham số so sánh	Khiếm khuyết Schottky	Khiếm khuyết Frenkel
Thiên nhiên	khiếm khuyết cân bằng hóa học	Lỗi không cân bằng hóa học
Tỉ trọng	Mật độ khuyết tật thấp	Mật độ khuyết tật cao
sự hình thành khuyết tật	Nó được hình thành khi số lượng anion và cation trống bằng nhau được tạo ra	Nó được hình thành khi một cation di chuyển từ vị trí xen kẽ và một cation xen kẽ được hình thành
Tiến lên	Chúng phổ biến nhất trong các hợp chất có tính ion cao như – kim loại và halogenua kiềm	Chúng phổ biến trong các hợp chất có sự khác biệt lớn về kích thước của anion và cation
Ảnh hưởng đến mật độ	Giảm bớt	Không có tác dụng
Thuộc tính cơ học	Giòn	Tùy theo mức độ hình thành khuyết tật
Tính chất điện	Ảnh hưởng đến độ dẫn điện	Ảnh hưởng đến tính chất điện
Tính ổn định	Kém ổn định	Ổn định hơn
Các ví dụ	NaCl, CsCl, KBr	AgBr, Pbl2, ZnS

dự án

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