晶體中缺陷多還是少是我們所希望的

晶體中缺陷多還是少是我們所希望的第一頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期六晶體缺陷分為三類點(diǎn)缺陷1線缺陷2面缺陷3第二頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期六

Form各類缺陷的變現(xiàn)形式1【點(diǎn)缺陷】2【線缺陷】3【面缺陷】包括空間，間隙原子，雜質(zhì)或溶質(zhì)原子各種類型的位錯(cuò)晶界，相界，孿晶界，堆垛層錯(cuò)第三頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期六晶體缺陷少時(shí)晶體缺陷多時(shí)缺陷多少的兩面性晶體中缺陷增多會(huì)導(dǎo)致金屬自由焓升高，金屬中擴(kuò)散過(guò)程加速，金屬的化學(xué)活性增大，腐蝕速度也加快。晶體中缺陷的減少會(huì)對(duì)晶體的性能有很大的影響，特別是對(duì)那些結(jié)構(gòu)敏感的性能的，如屈服強(qiáng)度第四頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期六少量晶體缺陷對(duì)于晶體的物理性能能夠產(chǎn)生重要影響，所以可以根據(jù)不同的晶體缺陷，開(kāi)發(fā)利用其產(chǎn)生的影響，充分發(fā)揮可能產(chǎn)生的作用，研究并制備具有不同性能的材料，以適應(yīng)人們不同的實(shí)際需要和時(shí)代的發(fā)展需求。2023/5/31第五頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期六缺陷的多好還是少好要就具體情況而言當(dāng)然，不同類型的缺陷對(duì)晶體性能的影響有所不同，缺陷的存在對(duì)材料的使用是有利還是不利也有不同的論斷，一切都要看實(shí)際需要，我們要做的就是熟練掌握各種缺陷對(duì)晶體性能產(chǎn)生的影響，進(jìn)而使缺陷成為我們優(yōu)化材料的一種途徑第六頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期六晶體缺陷對(duì)物理性能的影響缺陷的存在破壞了晶體結(jié)構(gòu)的完整，對(duì)其性能有嚴(yán)重影響。我們分別從以下幾個(gè)方面進(jìn)行討論。晶體電阻缺陷與晶體電學(xué)性能1缺陷與半導(dǎo)體性能2位錯(cuò)對(duì)鐵磁性的影響3第七頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期六晶體電阻缺陷與晶體電學(xué)性能晶體電阻01點(diǎn)缺陷電阻02第八頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期六

電阻就其物理意義來(lái)說(shuō)是表征電子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中它所處的狀態(tài)被改變的幾率。實(shí)際上位于晶體陣點(diǎn)上的原子(或離子實(shí))是不斷地振動(dòng)著的，它與電子相互作用使電子狀態(tài)發(fā)生改變，因此金屬晶體有電阻，而且溫度愈高電阻愈大。而由于晶體缺陷的存在使得離子偏離平衡位置，從而使晶體存在缺陷電阻。01-晶體電阻第九頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期六02點(diǎn)缺陷電阻缺陷根據(jù)其特性會(huì)從三方面影響晶體的周期場(chǎng)。(1)缺陷所在處的荷電量一般說(shuō)來(lái)與基體離子的不同，故在缺陷附近形成了屏蔽場(chǎng)。(2)因雜質(zhì)原子與基體原子大小不同或因空位形成而使周圍原子發(fā)生位移，或因基體原子脫離點(diǎn)陣位置而成為間隙原子都會(huì)形成附加位一稱為變型位。(3)即使替代原子與基體原子的原子價(jià)相同，原子大小相近，由于各自的原子位有差別，其附近的晶體周期場(chǎng)也會(huì)受到破壞。這些也都能產(chǎn)生相應(yīng)的電阻。第十頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期六缺陷與半導(dǎo)體性能缺陷對(duì)半導(dǎo)體晶體能階的影響01缺陷對(duì)載流子數(shù)目的影響02第十一頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期六01-缺陷對(duì)半導(dǎo)體晶體能階的影響 硅和鍺本征半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)為金剛石型。每個(gè)原子與四個(gè)近鄰原子共價(jià)結(jié)合。雜質(zhì)原子的引入或空位的形成都改變了參與結(jié)合的共價(jià)電子數(shù)目，影響晶體的能價(jià)分布。 有時(shí)為了改善本征半導(dǎo)體的性能有意摻入一些三、五族元素形成摻雜半導(dǎo)體；而其他點(diǎn)缺陷如空位或除三，五族以外的別的雜質(zhì)原子原則上也會(huì)形成附近能階。位錯(cuò)對(duì)半導(dǎo)體性能影響很大，但目前只對(duì)金鋼石結(jié)構(gòu)的硅、鍺中的位錯(cuò)了解得較多一點(diǎn)。第十二頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期六02-缺陷對(duì)載流子數(shù)目的影響 點(diǎn)缺陷使能帶的禁帶區(qū)出現(xiàn)附加能階，位錯(cuò)本身又會(huì)起懸浮鍵作用，它起著施主或受主的作用，另外位錯(cuò)俘獲電子使載流子數(shù)目減少，所以半導(dǎo)體中實(shí)際載流子數(shù)目減少。第十三頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期六位錯(cuò)對(duì)鐵磁性的影響第十四頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期六位錯(cuò)對(duì)鐵磁性的影響只有過(guò)渡族元素的一部分或其部分化合物是鐵磁性材料。物質(zhì)的鐵磁性要經(jīng)過(guò)外磁場(chǎng)的磁化作用表現(xiàn)出來(lái)。能量極小原理要求磁性物質(zhì)是由磁矩取向各異的磁疇構(gòu)成。一般說(shuō)來(lái)加工硬化降低磁場(chǎng)H的磁化作用，磁疇不可逆移動(dòng)開(kāi)始的磁場(chǎng)Ho(起始點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度)升高，而加工則使物質(zhì)的飽和磁化強(qiáng)度降低。第十五頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期六晶體缺陷在半導(dǎo)體材料方面的應(yīng)用ZnO01摻雜硅半導(dǎo)體03BaTiO3半導(dǎo)瓷04Fe3O402第十六頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期六Zn 過(guò)量的Zn原子可以溶解在ZnO晶體中，進(jìn)入晶格的間隙位置，形成間隙型離子缺陷，同時(shí)它把兩個(gè)電子松弛地束縛在其周圍，對(duì)外不表現(xiàn)出帶電性。但這兩個(gè)電子是亞穩(wěn)定的，很容易被激發(fā)到導(dǎo)帶中去，成為準(zhǔn)自由電子，使材料具有半導(dǎo)性。第十七頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期六Fe3O4

Fe3O4晶體中，全部的Fe2+離子和1/2量的Fe3+離子統(tǒng)計(jì)地分布在由氧離子密堆所構(gòu)成的八面體間隙中。因?yàn)樵贔e2+—Fe3+—Fe2+—Fe3+—……之間可以遷移Fe3O4是一種本征半導(dǎo)體。第十八頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期六摻雜硅半導(dǎo)體 常溫下硅的導(dǎo)電性能主要由雜質(zhì)決定。在硅中摻入VA族元素雜質(zhì)（如P、As、Sb等）后，這些VA族雜質(zhì)替代了一部分硅原子的位置，但由于它們的最外層有5個(gè)價(jià)電子，其中4個(gè)與周圍硅原子形成共價(jià)鍵，多余的一個(gè)價(jià)電子便成了可以導(dǎo)電的自由電子。這樣一個(gè)VA族雜質(zhì)原子可以向半導(dǎo)體硅提供一個(gè)自由電子而本身成為帶正電的離子，通常把這種雜質(zhì)稱為施主雜質(zhì)。當(dāng)硅中摻有施主雜質(zhì)時(shí)，主要靠施主提供的電子導(dǎo)電，這種依靠電子導(dǎo)電的半導(dǎo)體被成為n型半導(dǎo)體。第十九頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期六BaTiO3

半導(dǎo)瓷 在BaTiO3

陶瓷中，人們常常加入三價(jià)或五價(jià)雜質(zhì)來(lái)取代Ba2+離子或Ti4+離子來(lái)形成n型半導(dǎo)瓷。例如，從離子半徑角度來(lái)考慮，一般使用的五價(jià)雜質(zhì)元素的離子半徑是與Ti4+離子半徑（0.064nm）相近的，如Nb5+=0.069nm，Sb5+=0.062nm，它們?nèi)菀滋娲鶷i4+離子；或者使用三價(jià)元素，如La3+=0.122nm，Ce3+=0.118nm，Nd3+=0.115nm，它們接近于Ba2+離子的半徑（0.143nm），因而易于替代Ba2+離子。由此可知，不管使用三價(jià)元素還是五價(jià)元素?fù)诫s，結(jié)果大都形成高價(jià)離子取代，即形成n型半導(dǎo)體。第二十頁(yè)，共二十二頁(yè)，編輯于2023年，星期六

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)物質(zhì)性能與缺陷的關(guān)系研究得相當(dāng)多，它在包括激光、光電轉(zhuǎn)換等許多方面都取得了可喜的進(jìn)展，并