Дефекты примесный атом

Присутствие в определенном месте кристалла атома приме си или дефекта структуры приводит к тому, что на периодический потенциал решетки V(r) накладывается достаточно сильное возмущение и (г—Го), локализованное в некоторой малой области объемом Vro с центром в точке го (там, где расположен примесный атом или дефект). Таким образом, следует решить одноэлектронное уравнение Шредингера [c.236]

Электронные дефекты вызываются нарушениями в нормальной периодичности распределения зарядов или энергии в твердом теле. Геометрическим дефектам кристалла сопутствуют локальные нарушения распределения зарядов. Например, примесный атом может иметь иной заряд, чем основные атомы в этом случае возникают локальные электронные нарушения. Вакансии или внедренные атомы искажают электрический" заряд. Электроны, поглощая различное количество тепловой энергии, могут изменять свое движение в решетке, например возникновение в полупроводниках потоков положительных и отрицательных зарядов. [c.33]

Аналогичные выражения могут быть получены для энергии образования таких дефектов, как внедренный в междоузлие атом или примесный атом замещения. В первом из этих случаев нужно учесть, что начало координат лежит не в узле, а в междоузлии, и ввести другую систему векторов для положений атомов решетки. Во втором же — при замене атома А на атом В в начале координат следует принять во внимание не только исчезновение соответствующих связей типа А — А, но и появление новых 7 [c.99]

Рис. 1.4. Точечные дефекты в кристаллической решетке а — вакансии 6 — атом внедрения в — примесный атом внедрения

Рис. 1.2. Дефекты кристаллического строения а — точечные (1 — дислоцированный атом 2 — вакансия 3 — примесный атом внедрения) б — линейные (т — вектор сдвига) в — поверхностные (ок —угол разориентировки субзерен)

Ст VI В частности гомогенного скопления, содержащего т вакансий, пропорциональна (с1 ) , в то время как концентрация Сг(т-1 и гетерогенного скопления с содержанием такого же количества точечных дефектов, среди которых имеется и примесный атом, пропорциональна При понижении температуры закалки lv уменьшается, что больше сказывается на величине чем на (С1 [c.102]

По отношению к длинноволновым акустическим, фононам примесный атом представляет собой точечный дефект решетки. Характерная особенность рассеяния на таких дефектах состоит в его упругости (частота фонона не меняется), причем сечение рассеяния быстро падает с уменьшением частоты или, что то же, волнового вектора — как [c.361]

Упругое взаимодействие II рода обусловлено тем, что примесный атом или вакансия представляют собой малые области с упругими постоянными, иными, чем у матрицы. В этом случае энергия взаимодействия Ец между дислокацией и точечным дефектом пропорциональна Ей - (AG)b /R , где R — расстояние от точечного дефекта до дислокации [17]. В отличие от первого взаимодействия, второе сказывается лишь на очень малых расстояниях по порядку величины оно составляет Ец и 0.2 эВ. Это взаимодействие вызывает увеличение концентрации вакансий вокруг дислокаций. [c.108]

В энергию связи дефекта с примесью входят две основные составляющие энергия электростатического взаимодействия между примесью и дефектом и изменение энергии деформации вокруг примесного атома. Если атом примеси отличается по размеру от атома растворителя, то деформация окружающей его области может быть уменьшена при помещении дефекта рядом с этим ато-, мом. Следует ожидать, что вакансии будут притягиваться к зонам сжатия, а междоузельные атомы — к зонам растяжения. Расчет энергии связи дефекта и примеси представляет собой сложную задачу, [c.93]

Если в полупроводник добавляется примесь постороннего вещества или в его кристаллической решетке образуются какие-либо дефекты, то возникающая проводимость называется примесной. Если число валентных электронов у примеси выше, чем у основного полупроводника, то образуются дополнительные электроны, участвующие в переносе заряда. Атомы такой примеси называются ато- [c.213]

Устойчивость полигональных образований дополнительно возрастает благодаря взаимодействию границ субзерен с примесными атомами и дисперсными частицами. Винтовая дислокация в железе может связать 7% (ат.) С [163]. Краевая дислокация связывает в два раза меньшее количество углерода, поскольку в первом случае сегрегация возможна вокруг всего дефекта, а во втором — только по одну сторону от плоскости скольжения. Энергия взаимодействия (изменение упругой энергии при переходе атома углерода из середины кристалла в ядро дислокации) в обоих случаях одинакова. Когда атомы углерода полностью связаны, энергия уменьшается на 20% для винтовых дислокаций и на 10% для краевых при Т = 0° К. С повышением температуры выигрыш в энергии становится меньше, а тепловая энергия — больше энергии взаимодействия примесных атомов с дислокациями. [c.198]

Точечные дефекты по размерам сравнимы с межатомными расстояниями. К ним относятся вакансии (отсутствие атома в узле кристаллической решетки), межузельные или дислоцированные атомы (атом находится в межузельном пространстве кристаллической решетки) и примесные атомы. Среди последних различают атомы замещения (чужеродный атом занимает место в узле кристаллической решетки) и атомы внедрения (чужеродный атом находится в межузельном пространстве решетки). [c.21]

Сравнительно высокие значения Он и низкое положение Гхл после деформационного старения термически упрочненной стали можно объяснить более дисперсным и равномерным структурным фоном такой стали, что обеспечивает высокий запас вязкости. При термическом упрочнении можно ожидать повышения плотности дефектов строения кристаллической решетки [109, с. 32 221, с. 43]. Увеличение концентрации вакансий может приводить к образованию комплексов вакансия — внедренный атом [59] и тем самым уменьшать количество атомов внедрения, взаимодействующих с дислокациями. В направлении уменьшения количества примесных атомов, приходящихся на единичную дислокацию, должна влиять повышенная плотность дислокаций в термически упрочненном состоянии, а также после наложения деформации [109, с. 32 221, с. 43]. Это согласуется с менее резкой температурной зависимостью предела текучести после тер- [c.111]

ЭЛЕКТРОННЫЙ ВЕТЕР, передача импульса упорядоченного движения (дрейфа) эл-нов проводимости в кристалле дефектам крист, решётки (примесным атомам, дислокациям и др.). Э. в. объясняет нек-рые закономерности электропереноса (переноса массы) в металлах и полупроводниках, ф Ф и к с в. Б., Ионная проводимость в металлах и полупроводниках. М., 1969. ЭЛЕКТРОННЫЙ ЗАХВАТ, процесс, при к-ром ядро спонтанно захватывает эл-н с одной из внутр. оболочек атома К, ш т. д.) и одновременно испускает электронное нейтрино. При этом заряд ядра (ат. номер) Z уменьшается на 1, а массовое число А остаётся [c.886]

Локальные и квазилокальные колебания. На характер К. к. р. существенно влияют дефекты крист, решётки. Жёсткость пружинок и массы ч-ц в области дефекта отличаются от таковых для идеального кристалла. В результате этого норм, волны не явл. плоскими. Напр,, если дефект — примесный атом массы то, связанный с соседними атомами пружинками с жёсткостью уо) то может случиться, что собств. частота колебаний дефекта (Оо=2У у 7 (Гпопадёт в запрещённую область частот. В таком колебании активно участвует лишь примесный атом и его ближайшее окружение. Поэтому оно наз. локальным. Если в кристалле дефектов достаточно много, то локальное колебание, возбуждённое на одном дефекте, может перейти на другой. В этом случае локальные колебания обладают узкой полосой частот, т. е. образуют примесную зону частот К. к. р. [c.296]

Рассмотрим случай, когда сл1ещенпя атомов матрицы вызваны точечным дефектом, представляющим собою примесный атом в междоузлии. Тогда нужно, например, в модели парного взаимодействия учесть еще энергию взаимодействия Ндр дефекта П с казкдым з-м атомом А матрицы. Пусть положение дефекта определяется вектором Гц [c.44]

МЕЖУЗЕЛЬНЫЙ АТОМ (точечный дефект внедрения) — внедрённый в кристаллич. решётку избыточный (собственный или примесный) атом. Окружающие М. а. атол1ы (или ионы) смещаются из своих положений равновесия в узлах решётки и могут изменить зарядовое состояние. Эти смещения и перераспределение электронов определяются из условия минимума свободной энергии кристалла с М. а. Если смещения малы по сравнению с межатомным расстоянием, внедрённый атом занимает одно из междоузлий в решётке и является межузельным в буквальном смысле (напр., С в Fe). В др. случаях [c.91]

Схематическое изображение дефектов кристаллической решетки дано на рис. 1.12. Здесь обозначено 1 — вакансия 2 — межузельные атомы 3 — замененный примесный атом 4 — внедренный примесный атом 5 — краевая дислокация 6 — малоугловая граница 7 — моноатомный слой примесных атомов 8 — большеугловая грани- [c.31]

Рис. 1. Рассчитанное распределение заряда химически активных валентных электронов [9]. Представлены контуры равной плотности заряда при наличии примесного атома азота в идеальном кристалле алмаза (й) й кремния (б). Будучи более электроотрицательным, чем атомы углерода, атом азота в алмазе притягивает к себе электроны. Распределение заряда на связях между двумя атомами углерода и между атомами углерода и азота имеет характерную двугорбую структуру, которой соответствуют пары замкнутых контуров между атомами. Этого нет в других тетраэдрических полупроводниках, например в кремнии, где ковалентные связи характеризуются одним максимумом заряда между атомами. Обширные междоузельные области фактически пусты и образуют периодическук сетку электронного заряда, характерную для диэлектриков и полупроводникоа. В металлах заряд распределен более равномерно. Расчеты проводились методом функционала локальной плотности с использованием псевдопотенциалов, Для описания дефекта (примесного атома азота) применялся метод рассеяния функций Грина,

Атом примеси — точечный дефект кристалла, который характеризуется наличием в кристаллической решетке примесных атомов, отличающихся от атомов, составляющих тело кристалла. Примесный атом может присутствовать в кристалле в качестве атомл, внедренного п междоузлие, или же в качестве атома, заместившего различные атомы кристалла. [c.40]

Образование реальных кристаллических структур не происходит без дефектов и отклонений от идеализированных структур, показанных на рис. 1.5 и 1.6. Дефекты носят точечный и линейный характер. Точечные дефекты присущи элементарным кристаллическим решеткам и весьма разнообразны. Наиболее часто встречающиеся точечные дефекты показаны на рис. 1.7 [1.2] а — пустой узел или вакансия б — междоузельный атом в — вакансия и междо-узельный атом г — примесный атом. Имеют место искажения и геометрической формы кристаллической решетки, вызванные спецификой технологии производства металлов. Такие деформированные решетки носят название кристаллитов или зерен. Зерна отличаются от остальных кристаллических решеток иной ориентацией. [c.14]

АКЦЕПТОР (от лат. a eptor — принимающий), примесный атом в полупроводнике, к-рый может захватить эл-н из валентной зоны, что эквивалентно появлению в ней дырки. Напр., для Ge и Si типичные А.— В, Al, Ga. А, может быть также точечный дефект крист, решётки. [c.18]

Структура реального кристалла отличается от идеализиров. схемы, описываемой понятием К. р. Идеализацией явл. представленпе о дискретности К. р. В действительности электронные оболочки атомов, составляющих К. р., перекрываются, образуя непрерывное периодич. распределение заряда с максимумами около дискретно расположенных ядер. Идеализацией явл. также неподвижность атомов. Атомы и молекулы К. р. колеблются около положений равновесия, причём хар-р колебаний (динамика К. р.) зависит от симметрии и вз-ствия атомов (см. Колебания кристаллической решётки). Известны случаи вращения молекул в К. р. С повышением темп-ры амплитуда колебаний ч-ц увеличивается, что в конечном счёте приводит к разрушению К. р. и переходу в-ва в жидкое состояние. Атомы в узлах К. р. могут отличаться но ат. номеру Я [изоморфизм) и по массе ядра (изотопич. изоморфизм) кроме того, в реальном кристалле всегда имеются разл. рода дефекты — примесные атомы, вакансии, дислокации и т. д. ф См. лит. при ст. Кристаллография, Симметрия кристаллов. [c.322]

Строго говоря, если рассматривать электрон и дырку как дефекты, то комбинация одного из них с атомным дефектом (т. е. неионизованный центр) представляет собой пару ассоциированных дефектов подобным же образом можно считать, что примесный атом в узле решетки ассоциирован с вакансией. [c.60]

При циклических режимах нагружения длительно проработавших аппаратов металл подвергается деформационному старению. При этом изменяется дислокационная структура металла и перераспределяются примесные атомы (например, азота) в кристаллах. В результате старения металла повышаются пределы прочности сГв и текучести ат(сго2), значительно снижаются пластические характеристики (относительное удлинение 5 и сужение ц/). Металл становится более хрупким, и это приводит к ускорению усталостного разрушения. Поскольку в вершине дефектов всегда наблюдается концентрация деформаций, там и старение протекает быстрее. [c.126]

В отличие от закалки металлов с высоких температур при облучении образуется одинаковое количество вакансий и межузельных атомов. Если бы процесс нарушений при облучении сводился только к образованию пар Френкеля и их рекомбинации, то можно было бы относительно просто представить условия равновесной рекомбинации антинарушений и установить период самовосстановления структуры и свойств материала. В какой-то мере такая картина изменения дефектной структуры, по-видимому, может реализоваться после облучения до малых доз совершенных кристаллов ( усов ). В действительности даже при наличии только изолированных точечных дефектов в решетке реальных кристаллов наряду с рекомбинацией протекают более сложные процессы взаимодействия точечных дефектов друг с другом с образованием двойных, тройных и т. д. комплексов, кластеров. Каждый из первичных дефектов может взаимодействовать с примесными атомами, дислокациями, границами раздела. В результате этого возникают комплексы вакансия — атом примеси, внедренный атом — атом примеси, пороги и суперпороги на дислокациях, изменяется перераспределение элементов в растворе, состояние границ раздела, конфигурация дислокаций. [c.60]

ЛОМ С ТОЧКИ Зрения влияния фокусирующих столкновений на степень радиационного повреждения материалов следует отметить, что их роль является двоякой. Во-первых, на фокусировку столкновений расходуется часть энергии каскада и, следовательно, эта энергия не используется для образования смещений, в связи с чем число пар Френкеля будет меньше по сравнению с оценками для модели аморфной среды. Во-вторых, поскольку в результате образования динамического кроудиона вакансии и смещенный атом, составляющие пару Френкеля, оказываются на значительном удалении друг от друга, вероятность последующего уменьшения числа дефектов за счет взаимной аннигиляции должна быть меньше. Таким образом, предполагается, что фокусировка увеличивает степень радиационного повреждения в условиях, облегчающих взаимную рекомбинацию дефектов (высокие температуры облучения, отсутствие стоков), и, напротив, способствует снижению уровня повреждения, если точечные дефекты заморожены в решетке (низкая температура, наличие примесных атомов, большая плотность стоков и т. д.). [c.201]

К простым Т. д. следует отнести вакансии, межузельные атомы, т.н. пары Френкеля (вакансия+ межузельный атом) и примесные атомы замегцения. Первичные Т. д. образуются негюсредствснно при нагреве или облучении, вторичные — в результате перестройки, вызванной диффузией и последующим взаимодействием первичных дефектов между собой. [c.150]

Пример зависимости формирования DX-центров от некоторых из упомянутых условий — структуры кристалла, зарядового состояния примеси и внешнего гидростатического давления демонстрируют расчеты [63] примесей О, Si в вюртцитоподобной (в) и сфалеритоподобной (с) полиморфных модификациях A1N, GaN. Вычисления проведены в рамках теории функционала электронной плотности самосогласованным методом неэмпирического псевдопотенциала в моделях 32- и 72-атомных сверхячеек. На конфигурационной диаграмме (рис. 2.8) четко прослеживается образование глубокого DX-цент-ра при сдвиге атома кислорода в анионном состоянии (О ) вдоль направления [0001] в e-AlN. Корреляционная энергия DX-конфи-гураций, в соответствии с (2.1), рассчитывалась как U = Е + Е -- 2Е , где Е > — энергия образования дефекта в зарядовом состоянии q. Видно (см. табл. 2.4), что для О 1/ < 0 при значительном релаксационном смещении примеси, тогда как для нейтрального (и катионного) состояний дефектов дополнительные (метаста-бильные) минимумы Е > отсутствуют, и их наиболее устойчивой позицией является узел замещаемого элемента (азота). Любопытно, что для -A1N DX-состояний для примесного кислорода не возникает. Этот факт объясняют [63] различиями во взаимодействиях 0 с атомами матрицы, составляющими третью координационную сферу дефекта. В e-AlN третью сферу О" в направлении [0001] образуют атомы А1, рис. 2.9. Значительный релаксационный сдвиг 0 ( 0,9 А) уменьшает дистанцию О—А1 от 3,1 A (в нерелаксированной решетке) до -2,06 A, что лишь на -0,2 A больше равновесного состояния А1—О (1,89 А) в оксидах алюминия. Это указывает на причину формирования стабильного DX-центра в e-AlN как следствие образования сильной ковалентной связи А1—О. Наоборот, в -AlN ближайший атом А1 в [c.48]

НИХ тетраэдров через мостиковый атом кислорода (=81—О— 81=), второй описывает возникновение дефекта Френкеля (=81— 81—Ъ—О—81=), третрш кластер включает дивакансию по кислороду (=81—81—81=). В состав модельных фрагментов введены концевые атомы водорода — стандартный прием компенсации оборванных связей [134]. При самосогласовании вьшолнялась также структурная оптимизация фрагментов, что привело к неизбежным отклонениям межатомных расстояний и углов связей в кластерах от соответствуюпщх значений в кристалле. Результатами расчетов явились оценочные величины энергий формирования дефектов ( )) [114] кроме того, в рамках используемого подхода оказывается возможным рассчитать константы сверхтонкого расщепления, спиновую заселенность, энергии колебательных мод и их интенсивности (для примесных дефектов), ряд других микроскопических характеристик, см.[114—119]. [c.163]

Полная растворимость углерода в твердом растворе поликристалла складывается из растворимости в неискаженной кристаллической решетке и растворимости в дефектных участках ее. Наибольшей способностью к растворению примесных атомов углерода и наибольшей долей в общем объеме растворения обладают такие крупнейшие дефекты решетки, как границы зерен и дислокации. Поскольку на дислокациях при их плотности в 10 см-2 может осесть от 6-10 до 3-10 % ат. углерода от общего состава стали, что в сотни раз меньше возможных равновесных сегрегаций на границах зерен, попытаемся определить способность к растворению углерода только по границам. При изотермической обработке сталей типа 18 Сг-10 N1 и 18Сг-25Н1с различным содержанием углорода после достаточно длительного времени выдержки при сенсибилизирующем отпуске (450—850°С) было установлено, что нижним пределом выпадения карбидов является содержание углерода в стали, равное 0,005% (по. массе) [20, 49, 70]. Видимо, такая концентрация соответствует полной растворимости углерода в стали типа 18 Сг-10 N1. На границах зерен при этом также не было обнаружено карбидных частиц, хотя ясно, что при столь длительных выдержках концентрации углерода там были близки к равновесным. Следовательно, равновесные концентрации не превышали предела растворимости углерода на границах. Но, с другой стороны, известно, что растворимость углерода в этом диапазоне температур всегда ниже величины равновесных концентраций. [c.100]

В нижней части фиг. 121 изображен график для 2 (ш) при 6Л1 < 0. Мы видим, что при меньшей массе примесного атома каждая частота слегка увеличивается. И в этом случае для всех мод, кроме наивысшей, сдвиги очень малы — не больше примерно здг/зЛ. Однако сдвиг наивысшей моды может быть очень большим. Таким образом, в случае легкого дефекта локализованная мода может выйти за пределы непрерывного спектра. То, что легкая масса может привести к появлению локальной моды, а тяжелая не может, физически очевидно. Легкий атом может колебаться сам по себе, в основном не возмушая окружающую среду, тогда как тяжелый атом неизбежно увлекает за собой окружающие атомы. Отметим также, что в случае дефекта, сохраняющего кубическую симметрию решетки, обсуждаемая локальная мода должна быть трехкратно вырожденной — три моды с взаимно перпендикулярными амплитудами должны иметь одинаковые частоты. [c.433]

Нарушения трансляционной симметрии называются дефектами /дш-стамической структуры. К точечным дефектам относятся примесные дефесгы, когда атом шш ион инородного вещества заменяет атом шш ион кристалла (штрихованный атом на рис. СЗ-3), и вакансии— незашпые места в кристаллической решетке (ва рис. СЗ-3 — выше примесного атома). [c.83]

Межузельные атомы, а также примесные атомы внедрения, всегда присутствующие в электролитах, вызывают локальные искажения кристаллической решетки осадка в пределах не менее 5-6 координационных сфер, поскольку атомы, находящиеся в узлах кристаллической решетки, смещаются от своих стабильных положений. Б частности, величина смещения атомов в первой координационной сфере для разных иеталлов колеблется от 12 до 20%. Релаксационное смещение носит немонотонный характер, но й целом межузельный атом вызывает сжатие решетки. С учетом дальнодействия отдельного межузельного атома и уровня их концентрации в осадке - 10 все атомы, находящиеся в узлах решетки, попадают в поля напряжений, обусловленные этим точечным дефектом. Как и в предыдущей вакансионной модели количественную оценку степени влияния концентрации межузельных атомов на ВН в электроосажденных металлах позволяет дать аналитическое описание (41]. [c.62]

ДЕФЕКТЫ кристаллической решётки (от лат. (1е ес1из — недостаток, изъян), любое отклонение от её идеального периодич. ат. строения. Д. могут быть либо атомарного масштаба, либо макроскопич. размеров. Образуются в процессе кристаллизации, под влиянием тепловых, механич. и электрич. воздействий, а также при облучении нейтронами, эл-нами, рентг. лучами, УФ излучением (см. Радиационные дефекты), при введении примесей и т. п. Различают точечные Д., линейные Д., Д.,образующие в кристалле поверхности, и объёмные Д. Простейшим точечным Д. явл. вакансия — узел крист, решётки, в к-ром отсутствует атом. В кристаллах могут присутствовать чужеродные атомы или ионы, замещая осн. ч-цы, образующие кристалл (примесные), или внедряясь между ними (междоузлия). Точечными Д. явл. также собств. атомы или ионы, сместившиеся из норм, положений (междоузельные атомы), а также центры окраски — комбинации вакансий с электронами проводимости или с дырками и др. В ионных кристаллах точечные Д. возникают парами. Две вакансии противоположного знака образуют т. н. дефект Шотки. Пара, состоящая из междоузельного иона и оставленной им вакансии, наз. дефектом Френкеля. [c.152]

Электроны и дырки в полупровод- нения от стехиометрич. состава, никах. Т. к. в ТВ. теле атомы или Примеси и дефекты делятся на ионы сближены на расстояние порядка доноры и акцепторы. До-ат. радиуса, то в нём происходит не- норы отдают в объём П. избыточные прерывный переход валентных эл-нов эл-ны и создают т. о. электронную от одного атома к другому. Такой элек- проводимость (п-типа). Акцепторы за-тронный обмен может привести к об- хватывают валентные эл-ны в-ва, в разованию ковалентной связи, если к-рое они внедрены (матрицы), в ре-электронные оболочки атомов сильно зультате чего создаются дырки и воз-перекрываются и переходы эл-нов никает дырочная проводимость (р-ти-между атомами происходят быстро, па). Типичные примеры доноров — Эта картина полностью применима к примесные атомы элементов V группы Ое и 81. Все атомы Ое нейтральны и (Р, Аз, 8Ь) в Ое и 81. Внедряясь в связаны друг с другом ковалентной крист, решётку, такой атом замещает связью. Однако электронный обмен в одной из ячеек атом Ое. При этом между атомами не приводит непосред- 4 из 5 его валентных эл-нов образуют ственно к электропроводности, т. к. с соседними атомами Ое ковалентные в целом распределение электронной связи, а 5-й эл-н оказывается для дан-плотности жёстко фиксировано по ной решётки лишним . Не локализу- [c.564]

Другой механизм диффузии, также зависящий от наличия дефектов, предусматривает участие вакансий (см. рис. 49, в). Атом, занимаюш,ий нормальный узел решетки, может перейти в соседнюю вакансию, т. е. вакансия и узел могут поменяться местами. Последовательное осуществление таких переходов приведет к смещению вакансий на значительные расстояния и соответственно перемещению атомов решетки в противоположном направлении. По указанному механизму могут диффундировать как примесные, так и собственные атомы решетки, но атом примеси может переместиться лишь в том случае, когда близко от него окажется вакансия. Вероятность перехода примесных и собственных атомов (ионов) в общем случае различна вследствие различия в силах химических связей, поэтому коэффициенты диффузии примесных и собственных атомов также различны. [c.109]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...