ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Химические дефекты из "Физико-химическая кристаллография " С одним видом химических дефектов мы уже познакомились при описании смешанных кристаллов (см. 8.3.2). В нормальном смешанном кристалле компонент примеси внедряется в основной кристалл, причем атомы постороннего вещества размещаются по нормальным узлам решетки. Это простейший случай образования смешанного кристалла замещения. Оба его компонента имеют близкие радиусы атомов или ионов, а величина взаимодействз ющих зарядов одинакова. Таковы анионы в системе КС1—КВг, разница в размерах которых составляет лишь около 8%, а валентность равна единице. Замещение возможно и тогда, когда ионы компонентов имеют приблизительно одинаковые размеры, но обладают разной валентностью, например, Са + и Na+ или Са и АР+. В этом случае обмен катионов не может протекать непосредственно, а для сохранения электронейтральности кристалла должны происходить дальнейшие изменения для компенсации различий в зарядах. Тогда говорят о взаимосвязанных замещениях. Катионы или анионы кристалла могут находиться также в стехиомет-рическом избытке или недостатке, причем отсутствующие носители зарядов могут замещаться электронами. [c.209] Центры окраски в ионных кристаллах. Центры окраски можно создать в бесцветных кристаллах щелочных галогенидов, это сопровождается изменением цвета. Аддитивное окрашивание происходит при отжиге кристаллов в парах соответствующего щелочного металла при температурах, близких к точке плавления. При этом в кристалл проникают электроны. Компенсация избытка отрицательных зарядов происходит благодаря выделению анионов из решетки путем диффузии вакансий. Одним из вариантов аддитивного окрашивания ЯЕ ляется электролитическое окрашивание. Оно состоит в электролизе кристалла при температуре на несколько сот градусов ниже точки плавления. Введение электронов связано с выделением атомов щелочного металла. [c.210] Так называемое субстрактивное окрашивание происходит под действием лучей высоких энергий (рентгеновские или Y-лучи) при нормальных или низких температурах. Наряду с центрами окраски образуются и другие дефекты решетки (см. 9.1.3). При фотохимическом окрашивании кристалл во время его изготовления сенсибилизируется введением примесей (например, K I- -KI). С помощью фотохимических реакций при нормальных и низких температурах могут образоваться центры окраски. [c.210] В зависимости от способа обработки кристаллов щелочных галогенидов могут образоваться центры окраски различной структуры. Простейшим центром окраски является 7 -центр (рис. 10.1). Ион галогена за счет диффузионных процессов вытесняется из решетки и для компенсации недостающих отрицательных зарядов заменяется электроном, f-центры образуются при быстром охлаждении с высоких температур кристаллов, окрашенных по аддитивной схеме так, что при этом другие дефекты практически не возникают. Из-за присутствия / -центров изменяются характерные абсорбционные свойства. Ниже приведены длины воли для F-центров в различных щелочных галогенидах. [c.210] Электронная проводимость в полупроводниковых соединениях (проводники п- и р-типа). Кристаллы нестехио-метрического состава можно получить за счет избытка или недостатка катионов или анионов, причем для уравнивания зарядов с целью достижения электронейтральности существуют различные возможности. [c.213] Примесные полупроводниковые кристаллы. Германий и кремний, элементы IV основной группы Периодической системы, обладают в чистом виде низкой проводимостью. Однако они приобретают свойства полупроводников, если к ним добавить элементы III и V основных групп с приблизительно одинаковым атомным радиусом, так как в этом случае примесный центр становится электрически активным. Благодаря внедрению элементов этих групп, к примеру Р, Аз, 5Ь (V группа), в германии образуются дефекты, вызывающие появление избытка электронов. При таком замещении получаются дефекты донорного типа, так как избыточный пятый валентный электрон сурьмы связан только слегка и вблизи примесного центра образует протяженное облако отрицательного заряда, которое охватывает область приблизительно в 1000 атомов германия (рис. 10.6). Так как свободные электроны являются носителями зарядов, то речь идет о полупроводнике типа п. [c.214] Вернуться к основной статье