Строение и свойства вещества. Изд. 2-е, переработанное. Розман Г.А. - 83 стр.

       атома водорода в спектроскопии.
             Дефект по Шоттки. Структурная частица решётки взаимодействует с окружаю-
       щими частицами. В результате тепловой флуктуации, при которой на одном из ионов
       сосредотачивается энергия больше той, что соответствует равновесному тепловому
       движению, ион имеет вероятность порвать свои силовые связи с ближайшими соседя-
       ми и покинуть узел решётки. Если внутреннему иону при этом приходится порвать все
       связи, например в решётке NaCl шесть связей, то поверхностному иону в той же самой
       решётке при полном испарении – лишь пять связей (рис.22), а при переходе в новую
       атомную плоскость – не более четырёх. Очевидно, более вероятен выход из равновесно-
       го положения именно поверхностного иона: при его переходе совершается наименьшая
       работа (гл.2, §7). Покинувший своё место ион окажется над поверхностью кристалла и
       явится началом построения нового слоя решётки, новой атомной плоскости. Образовав-
       шееся свободное место в узле кристаллической решётки начнёт диффундировать внутрь
       её, благодаря последовательному перескоку ионов в свободное место. Узел, свободный от
       иона, называется вакансией или дефектом по Шоттки. Число вакансий зависит от темпера-
       туры кристалла и определяется по формуле

                                         W 
                        n = Const ⋅ exp −     ,
                                         k БT 
       где   W - энергия,   необходимая для образования ва-
       кансии, k Б - постоянная Больцмана, T - абсолют-
       ная    температура.      Можно         рассчитать,   что

       при 300 K и W    ≈ 1 − 2 эВ число вакансий в 1см 3
       кристалла порядка 10
                               12
                                    − 1014    . Если же кристалл
       нагреть до T   = 1000 K      , то число вакансий стано-
       вится равным 10
                         17
                              − 10 см −3 . Вблизи темпера-
                                    18                                Рис. 22.
                                         −3
       туры плавления n ~ 10 см .
                                    20

             Если вещество состоит из ионов двух сортов, например, щёлочно-галоидные
       кристаллы, то возникают вакансии в обеих подрешётках. Кристалл в равновесном состо-
       янии в целом должен быть электро-нейтральным. Поэтому в веществах типа NaCl
       число вакансий разного знака должно быть одинаково. Вакансия обладает эффектив-
       ным электрическим зарядом по знаку противоположным тому, какой имел ион, поки-
       нувший узел решётки. Это вытекает из условия электронейтральности кристалла: чис-
       ло узлов, занятых положительными ионами, должно равняться числу узлов, принадле-
       жащих отрицательным ионам. При выходе поверхностного иона в новую атомную плос-
       кость на единицу увеличивается число узлов одной подрешётки кристалла, вакансия,
       обладая противоположным зарядом, увеличивает число мест, занятых зарядами иного зна-
       ка. Дефекты по Шоттки экспериментально обнаружены с помощью рентгеноструктурно-
       го анализа, оптических наблюдений, при изучении прохождения тока через кристалл.



                                                                                         83




PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com