晶体缺陷
3.6 晶体缺陷
理想完美的晶体结构在实际晶体中并不存在，格点上的原子在一定的温度下总在其平衡位置附近振动，除此之外，实际晶体相对于理想的晶体周期结构的平衡位置还存在着偏离，如原子占位的错乱，这种偏离被称作晶体缺陷。晶体缺陷对晶体材料的物理、化学以及机械性能具有非常重要的影响。
晶体缺陷可以根据其特征进行分类，最常见的分类方法是把缺陷分成
(a) 点缺陷，包括空位、间隙原子、置换原子以及杂质原子和色心等;
(b) 线缺陷，主要指各类位措;
(c) 面缺陷，包括各种晶面、晶界、相界和畴界等;
(d) 体缺陷，包括包裹物、夹杂及异相等。
以下就各类缺陷的结构特点进行详细叙述。
3.6.1 点缺陷
点缺陷只涉及晶格中个别格点的缺陷，是固体中最简单的结构不完整性，在晶体中可以呈热力学平衡状态存在。1926年弗兰克尔（Frankel）为了解释离子晶体的导电现象而首先提出，其后也在阐明扩散机制等方面起了重要作用。本节将着重介绍点缺陷的种类、形成及研究方法等。
3.6.1.1 空位
从晶体的周期结构点阵中的原子位置取走原子，则在周期点阵中就形成了一个空位缺陷，有时简称空位。如取走的原子移动到晶体表面所形成的空位叫肖脱基（Schottky）缺陷；当移动的原子进入晶格的间隙位置时，所留下的空位叫弗兰克尔（Frankel）缺陷，如图3.6-1所示。在离子型晶体中，为保持化学计量组成和电中性，常出现空位对（见图3.6-1）。晶体中的空位可能结合起来，形成空位对、三空位以及空位群。
图3.6-1 晶体中的空位，肖脱基缺陷、弗兰克尔缺陷以及空位对
晶体中出现空位后，将对晶体结构产生影响，如破坏晶体的周期点阵排列，使晶体体积增大
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