1、第1節(jié)晶體缺陷的基本類型、7.1.1點(diǎn)缺陷、7.1.2線缺陷、7.1.3面缺陷、本節(jié)的主要內(nèi)容：晶體缺陷、化學(xué)缺陷：無(wú)雜質(zhì)的具有理想化學(xué)配合比的晶體中的缺陷，例如空穴雜質(zhì)或同位素，或化學(xué)配合比理想的化合物晶體中的雜質(zhì)結(jié)構(gòu)缺陷：晶體缺陷(晶格不完全性):晶體中相對(duì)于完整周期結(jié)構(gòu)的偏移是晶體缺陷。 點(diǎn)缺陷：位于晶格點(diǎn)附近的一個(gè)或多個(gè)光柵常數(shù)范圍內(nèi)的晶格缺陷，例如空穴、間隙原子、雜質(zhì)等。 由于空穴和間隙原子與溫度有直接關(guān)系，或者與原子的熱振動(dòng)有關(guān)，所以稱為熱缺陷。 常見(jiàn)的熱缺陷、氟里昂硅缺陷、缺陷分類(按缺陷的幾何形狀和關(guān)系范圍分類):點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷、7.1.1點(diǎn)缺陷、7.1晶體缺陷的基本類

2、型、散粒牛鼻子缺陷、氟里昂硅缺陷和散粒牛鼻子缺陷晶體中的原子一旦偏離晶格點(diǎn)位置，晶體內(nèi)部就不會(huì)形成間隙原子在構(gòu)成填埋間隙的原子的缺陷的情況下，必須將原子壓入晶格的間隙位置，必要的能量比形成空位的能量大，因此在多數(shù)情況下，特別是在溫度過(guò)高的情況下，存在散粒牛鼻子缺陷的可能性比氟里昂缺陷大。 雜質(zhì)原子在材料的調(diào)制中，如果控制性地向結(jié)晶中導(dǎo)入雜質(zhì)原子，雜質(zhì)原子代替沉積基質(zhì)原子而占據(jù)晶格點(diǎn)位置，則成為替代雜質(zhì)。 外來(lái)雜質(zhì)原子小于晶體本身的原子時(shí)，這些個(gè)較小的外來(lái)原子很可能存在于間隙位置，被稱為間隙型雜質(zhì)。 間隙式雜質(zhì)的導(dǎo)入往往增加晶體的光柵常數(shù)。 能夠吸收色心、可見(jiàn)光的結(jié)晶缺陷稱為色心。 完美的晶體是

3、無(wú)色透明的，許多色心缺陷可以使晶體呈現(xiàn)一定的顏色，典型的色心是心。 將堿鹵結(jié)晶在堿金屬蒸氣中加熱，收集到室溫，原本透明的結(jié)晶就會(huì)出現(xiàn)顏色，這個(gè)過(guò)程稱為增色過(guò)程，這些個(gè)的結(jié)晶在可見(jiàn)光區(qū)域各有一個(gè)吸收帶稱為f帶，這個(gè)帶產(chǎn)生的吸收中心稱為f心。 極化子、電子吸引鄰接的正絡(luò)離子，向內(nèi)側(cè)移動(dòng)。 排斥相鄰的還原離子，使其向外移動(dòng)，引起極化。 有電子的地方形成了束縛這個(gè)電子的電位供水井，這個(gè)束縛作用被稱為電子的“自我陷落”作用。 產(chǎn)生的電子束縛狀態(tài)稱為自陷入狀態(tài)，與雜質(zhì)導(dǎo)入的局部能量狀態(tài)區(qū)別開(kāi)來(lái)，自陷入狀態(tài)永久追隨電子從晶格中的某個(gè)地方移動(dòng)到另一個(gè)地方，這種帶有周圍晶格變形的電子可以視為準(zhǔn)粒子(電子晶格變形

4、)，稱為極化子。 7.1.2線缺陷、晶格的周期性破壞在晶體內(nèi)部的1線周圍附近發(fā)生時(shí)，稱為線缺陷。 錯(cuò)位是線缺陷。 1、刃型變位、刃型變位的位錯(cuò)線與滑動(dòng)方向垂直。 結(jié)晶的上部沿ABEF平面向右推移，本來(lái)假定與AB重疊，經(jīng)過(guò)這樣的按壓，相對(duì)于AB只滑動(dòng)原子間距離b，EF是一個(gè)滑動(dòng)區(qū)域和不滑動(dòng)區(qū)域的界限線，稱為位錯(cuò)線。 刃型位錯(cuò)、螺旋位錯(cuò)、位錯(cuò)、(b )圖是(a )圖為結(jié)晶中與EF方向垂直的原子平面的情況。 BE線以上的原子向右移動(dòng)1原子間距離，之后上下的原子排列整齊，在EH中不能排列，1列的原子變多了。 刃型位錯(cuò)的另一個(gè)特征是在位錯(cuò)線EF上具有額外的半平面，即在(a )圖中的EFGH平面，其在(b

5、 )圖中只能看到稱作e-h的棱邊。實(shí)際的結(jié)晶多塊由具有完全結(jié)構(gòu)的小結(jié)晶構(gòu)成，這些個(gè)小的結(jié)晶彼此的取向小角傾斜，為了使結(jié)合部分的原子盡可能規(guī)則地排列，每隔一定的距離原子面必須生長(zhǎng)許多，生長(zhǎng)許多這些個(gè)的半截原子面的前端原子鏈為刃型重排。 小角晶界上的刃型錯(cuò)位相互平行。 小角晶界的上位偏離距離，b為原子間距離，兩部分的傾斜角。 2 .螺旋位移，如圖(a )所示，將結(jié)晶沿著ABCD平面分為上下兩個(gè)部分，假定使結(jié)晶的上下各位移一個(gè)，ABCD為滑動(dòng)區(qū)域，AD為與不滑動(dòng)區(qū)域的界限線，稱為位錯(cuò)線。 螺旋位移的位錯(cuò)線與滑動(dòng)方向平行。 圖中的b點(diǎn)是螺旋位錯(cuò)線(上下方向)的露出點(diǎn)。 如果結(jié)晶在該點(diǎn)向右旋轉(zhuǎn)一周，則原子平面上升一段(即原子間距離)，包圍螺旋位錯(cuò)線的原子面成為螺旋面。 1 .當(dāng)晶界偏聚、晶格的周期性破壞發(fā)生在晶體內(nèi)部的一個(gè)面的附近時(shí)，該缺陷為面缺陷。 晶粒間的邊界稱為晶粒間邊界。 在晶界偏聚中原子的排列是不規(guī)則的。 因此，該邊界是面缺陷。 晶界偏聚內(nèi)原子排列的結(jié)構(gòu)比較稀疏，原子容易沿著晶界偏聚擴(kuò)散。 7.1.3面缺陷，2 .層疊間界，我們知道，金屬晶體總是采用立方密堆的結(jié)構(gòu)形式，立方密堆是原子球以三層為