CHƯƠNG 3: KHUYẾT TẬT TINH THỂ THỂ

Chia sẻ: Nguyen Nguyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:33

Thêm vào BST

Báo xấu

519
lượt xem 86
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tinh thể hoàn thiện: được phân bố vào đúng vào nút mạng một cách có trật tự là trường hợp lý tưởng và ở 0 K Tinh thể thực do tác dụng nhiệt độ, các nguyên tử di chuyển tạo khuyết tật phần lớn các tinh thể có nồng độ khuyết tật trên 1%

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: CHƯƠNG 3: KHUYẾT TẬT TINH THỂ THỂ

LOGO 1 CHƯƠNG 3: KHUYẾT TẬT TINH THỂ
2
3 Tinh thể thực Tinh thể hoàn thiện:  do tác dụng nhiệt độ,  được phân bố vào đúng các nguyên tử di chuyển vào nút mạng một cách tạo khuyết tật có trật tự  phần lớn các tinh thể có  là trường hợp lý tưởng nồng độ khuyết tật trên và ở 0 K 1%
4 Theo thành phần hóa học: Khuyết tật hợp thức Khuyết tật không hợp thức Ví dụ: NaCl và Na1+xCl, FeO và Fe1-xO với x 1 Theo thành phần tạp chất: Khuyết tật nội tại Khuyết tật ngoại lai Ví dụ: chất bán dẫn n của Si có lẫn AS
5 Theo mạng lưới tinh thể: Khuyết tật điểm Khuyết tật đường Khuyết tật mặt Khuyết tật vùng (khuyết tật khối)
6 Sai sót không tỷ lượng (không hợp thức): phụ thuộc nhiệt độ và môi trường + Khuyết tật ngoại lai (tạp chất) (3, 4, 5) + Khuyết tật không hợp thức (2) Sai sót có tỷ lượng (hợp thức): phụ thuộc nhiệt độ + Khuyết tật kiểu Frenkel + Khuyết tật kiểu Schhottky
7  Khuyết tật Frenkel:  Khuyết tật Schhottky: Nguyên tố cation hay Khi xuất hiện vị trí trống anion chuyển vào vị trí cation thì có xuất hiện vị xen kẻ để lại nút trống trí trống anion
8  M là nguyên tử M (cation) nằm đúng vị trí M MM  Mi là nguyên tử M nằm ở vị trí xen kẽ Mi·  M là nguyên tử M (cation) nằm đúng vị trí M XX  Mi là nguyên tử M nằm ở vị trí xen kẽ Xi '  Khuyết vị trí M (lỗ trống) VM ' VX.  Khuyết vị trí M (lỗ trống) MX..  M nằm ở vị trí X M  X X M' ' X nằm ở vị trí M Y M.  Y hóa trị +2 nằm ở vị trí M LX '  L hóa trị -2 nằm ở vị trí X
9 - Phải đảm bảo kiểu mạng: kiểu mạng chính không đổi khi khuyết tật - Phải đảm bảo tỉ lệ nút cation-anion trong tinh thể: Ví dụ: tỉ lệ Ca/F trong mạng CaF2 là 1/2 - Phải trung hòa về điện: tổng điện tích dương bằng tổng điện tích âm - Phải bảo tồn vật chất: bảo toàn nguyên tố, điện tích trong phản ứng Ví dụ: khi cho CaCl2 vào trong mạng NaCl CaCl2  Ca.Na + 2ClCl + V’Na
10 Yakov Frenkel (1894–1952), nhà vật lý người Nga Mi. + VM’ = 0 Cho cation: Xi’ + VX. = 0 Cho anion: Ví dụ: MgO, khuyết tật cho O2- Oi’’ + VO.. = 0 MgMg + OO = MgMg + Oi’’ + VO..
11 Walter Hermann Schottky (1886-1976) là nhà vật lý người Đức .=0 VM’ + VX Ví dụ: khuyết tật trong tinh thể TiO2 : VTi’’’’ + 2VO.. = 0 BaTiO3: VBa’’ + VTi’’’’ + 3VO.. = 0
12
13 Cation Y thay cho cation M hay anion L thay cho anion X Ví dụ: 1/ cho LiCl vào trong mạng tinh thể NaCl  LiNa 2/ cho NaBr vào trong mạng tinh thể NaCl  BrCl
14 Cation hay ainon có hóa trị khác thay thế vào mạng tinh thể Ví dụ: cho SrCl2 vào trong mạng tinh thể NaCl Tạo lỗ trống: SrCl2 = SrNa· + ClCl + VNa' Chèn vào vị trí xen kẻ: SrCl2 = SrNa· + Cli'+ ClCl
15 Trường hợp mạng NaCl tồn tại sẳn khuyết tật Schottky: V’M + V˙X = 0 Có hai trường hợp: làm giảm số khuyết tật làm tăng số khuyết tật 2V’Na = Sr˙Na + V˙Cl V’Na = Sr˙Na
16 Trường hợp mạng NaCl tồn tại sẳn khuyết tật Frenkel: V’Na + Na·i = 0 làm giảm số khuyết tật làm tăng số khuyết tật Có Sr·Na + Na·hợp:2V'Na Sr·Na + V’Na = 0 hai trường i = Na·i + V’Na = 0
17 Ví dụ: mạng CaF2 có phụ gia YF3 CaF2  CaCa + 2FF YF3  Y˙Ca + 2FF + F’i → Y˙Ca + F’i ↔ 0 Nếu CaF2 tồn tại mất trật tự Frenkel cho anion F-: CaF2 = CaCa + FF + Fi’+ V'F → F thừa trong YF3 sẽ làm mất nút trống V'F
18 Ví dụ: mạng CaF2 có phụ gia NaF Thay thế: NaF → Na'Ca + FF + V˙F Xen kẽ: NaF → Na'i + F'i → Na'Ca + V˙F ↔ 0 → Na'i + F'i ↔ 0 Nếu CaF2 tồn tại mất trật tự Frenkel cho anion F-: CaF2 = CaCa + FF + Fi’+ V'F Fi’ + Na'Ca ↔ 2V˙F 2Fi’ ↔ V˙F + Na'i
19 Cation hay ainon có hóa trị khác thay thế vào mạng tinh thể Ví dụ: cho SrCl2 vào trong mạng tinh thể NaCl Tạo lỗ trống: SrCl2 = SrNa· + ClCl + VNa' Chèn vào vị trí xen kẻ: SrCl2 = SrNa· + Cli'+ ClCl
20 Li Na Khi LiCl được đốt nóng trong hơi Li, các nguyên tố Li lấy các anion Cl và để lại electron tại vị trí Cl.