固体物理第四章晶体的缺陷PPT讲稿.ppt

固体物理第四章晶体的缺陷第1页，共41页，编辑于2022年，星期六点缺陷Frenkel缺陷Schotty缺陷替位式杂质原子Schottky 缺陷第2页，共41页，编辑于2022年，星期六色心第3页，共41页，编辑于2022年，星期六线缺陷位错刃位错螺位错为了使结合部的原子尽可能地规则排列，就每隔一定距离多生长一层原子第4页，共41页，编辑于2022年，星期六位错的形成过程第5页，共41页，编辑于2022年，星期六第6页，共41页，编辑于2022年，星期六第7页，共41页，编辑于2022年，星期六面缺陷ABCABCABCABCABCBCABCA、B、C都是原子层从某一晶面开始，晶体两部分发生了滑移第8页，共41页，编辑于2022年，星期六4.2 位错缺陷的性质（1）晶体的一部分相对于另一部分的滑移，实际是位错线的移动；（2）位错线的移动是逐步进行的；(3)使位错线移动的切应力较小。第9页，共41页，编辑于2022年，星期六第10页，共41页，编辑于2022年，星期六为什么会是台阶？第11页，共41页，编辑于2022年，星期六4.3 热缺陷的统计理论假设假设：只有热缺陷，且是Frenkel缺陷。唯象唯象：（1）间隙原子从一个间隙位置跳到另一个间隙位置，（2）一旦落入与空位相邻的间隙位置，它会立即与空位复合，又变成一个正常格点上的原子。（3）Frenkel空位也在运动，即空位最近邻格点上的原子会跳到空位位置，等价于空位跳跃了一步。空位跳跃的方向可以看为填补该空位的原子跳跃的反方向。第12页，共41页，编辑于2022年，星期六热缺陷的产生热缺陷的产生热缺陷产生的方式：主要是格点上的原子进入间隙变成间隙原子。影响热缺陷的数目还涉及到间隙原子进入空位复合。第13页，共41页，编辑于2022年，星期六（1）温度一定时，热缺陷的产生和复合达到平衡；热缺陷的统计数目一定。（2）热缺陷在晶体内均匀分布。（3）晶体内N个原子，n1个空位，n2个间隙原子，则，一个空位在单位时间内从一个格点跳到相邻格点上的几率：P=n1/N空位从一个格点跳到相邻格点所需要等待的时间热缺陷的产生几率填隙原子从一个间隙位置跳到下一个间隙位置所要等待的时间第14页，共41页，编辑于2022年，星期六一个正常格点上的原子成为填隙原子所需等待的时间第15页，共41页，编辑于2022年，星期六相邻原子越过一定的势垒跳到空位上的次数第16页，共41页，编辑于2022年，星期六第17页，共41页，编辑于2022年，星期六空位与填隙原子的复合率第18页，共41页，编辑于2022年，星期六第19页，共41页，编辑于2022年，星期六填隙原子的复合率单位时间内一个原子由正常格点跳到间隙原子位置变成填隙原子的几率为：第20页，共41页，编辑于2022年，星期六类似地：第21页，共41页，编辑于2022年，星期六热缺陷的数目热力学系统的自由能：F=U-TS第22页，共41页，编辑于2022年，星期六第23页，共41页，编辑于2022年，星期六由于Nn,Nn第24页，共41页，编辑于2022年，星期六第25页，共41页，编辑于2022年，星期六第26页，共41页，编辑于2022年，星期六4.4缺陷的扩散扩散方程：一维：第27页，共41页，编辑于2022年，星期六不同的边界条件不同的解第28页，共41页，编辑于2022年，星期六扩散的微观机制：布朗运动第29页，共41页，编辑于2022年，星期六晶体中粒子扩散的方式晶体中粒子扩散的方式:(1)以填隙原子的方式进行；（2）借助于空位进行扩散；（3）两种方式同时进行。空位机构：对于简单格点：第30页，共41页，编辑于2022年，星期六填隙原子机构第31页，共41页，编辑于2022年，星期六第32页，共41页，编辑于2022年，星期六第33页，共41页，编辑于2022年，星期六杂质原子的扩散第34页，共41页，编辑于2022年，星期六4.5离子晶体的热缺陷在外场中的迁移第35页，共41页，编辑于2022年，星期六四种缺陷的总电流：第36页，共41页，编辑于2022年，星期六第37页，共41页，编辑于2022年，星期六第38页，共41页，编辑于2022年，星期六第39页，共41页，编辑于2022年，星期六第40页，共41页，编辑于2022年，星期六余下内容自学第41页，共41页，编辑于2022年，星期六