Дефекты кристаллов Шоттки

В общем случае кристалл содержит и дефекты по Френкелю, и дефекты по Шоттки. Однако преобладают те нарушения, для образования которых требуется меньшая энергия. [c.88]

Аналогичный термодинамический расчет может быть проведен и для вычисления концентрации дефектов по Шоттки. Изменение свободной энергии кристалла, содержащего N атомов и п вакансий, в этом случае составит [c.90]

Образование дефектов в ионных кристаллах сопряжено с соблюдением дополнительного условия — необходимости сохранения электронейтральности кристалла. В этом случае возникают либо две одиночные вакансии противоположного знака (дефект Шот-тки), либо вакансия и межузельный атом (дефект Френкеля). При этом тип возникающих дефектов определяется спецификой кристалла. Например, для чистых щелочно-галоидных кристаллов типичны дефекты по Шоттки, а для галогенидов серебра — дефекты по Френкелю. Укажем, что если при образовании дефектов по Шоттки плотность кристаллов уменьшается, то при образовании дефектов по Френкелю она остается неизменной. [c.233]

Кроме внутреннего испарения возможно частичное или полное испарение атомов с поверхности кристалла, сопровождаемое образованием вакансии в поверхностном слое кристалла (рис. 1.7,6 ). При замещении вакансии внутренним атомом она втягивается внутрь кристалла и диффундирует но его объему. Этим вакансиям уже нельзя сопоставить дислоцированные атомы, так как их образование не сопровождается одновременным внедрением атомов в междоузлия. Такие вакансии называют дефектами по Шоттки [73, 279. [c.26]

Указанные изменения толщины и плотности кристаллов вызваны, по мнению упомянутых авторов, образованием дефектов по Шоттки, концентрация которых достигает величины порядка [c.100]

В общем, по имеющимся в литературе экспериментальным данным и теоретическим расчетам можно заключить, что в фотохимических процессах в галоидном серебре доминирующую роль играют дефекты по Френкелю, тогда как в кристаллах щелочногалоидных соединений, наоборот, преобладают дефекты по Шоттки. [c.102]

Из формулы (53. 3) следует, что концентрация дефектов по Шоттки при комнатной температуре должна быть очень малой — всего лишь около 10 см или примерно 10 % от общего числа парных узлов решетки. Даже при температуре, близкой к точке плавления кристалла, концентрация пустых узлов не превышает [c.102]

Таким образом, рассмотренные разнообразные явления, возникающие в щелочно-галоидных кристаллах под действием термической обработки, могут быть объяснены с единой точки зрения на основе механизма образования в кристалле дефектов по Шоттки. Последние возникают на поверхности и проникают внутрь кристалла путем процессов растворения окружающего вакуума или саморастворения и образования на поверхности кристалла все новых слоев анионов и катионов решетки. [c.111]

Для ионных кристаллов тина АВ можно модифицировать выражение (10.7) и соответственно (10.10). В этих решетках с дефектами по Шоттки по принципу электрической нейтральности может возникать только равное число катионных и анионных вакансий. В этом случае необходима энергия для образования пары вакансий. Какие виды дефектов в определенной кристаллической решетке являются преобладающими, зависит в основном от величины необходимых энергий активации. Вообще говоря, многие типы дефектов существуют одновременно, однако, если один тип, для которого нужны наименьшие энергии образования, сильно превалирует над другими, то соответственно именно он является характерным видом дефекта решетки. В щелочных галогенидах преобладают, например, дефекты по Шоттки. Энергии образования пары вакансий для щелочных галогенидов приведены ниже [c.220]

С другой стороны, произведенный Лоусоном ) анализ экспериментальных данных Стрелкова [5] по коэффициенту расширения бромистого серебра приводит, с некоторыми дополнительными предположениями, к выводу, что вблизи точки плавления преобладают дефекты по Шоттки. Опыты по изучению ориентации серебра, выделяющегося при фотолизе бромистого серебра [6], также указывают на существование дефектов по Френкелю в чистых кристаллах и образование поверхностных вакантных анионных узлов в процессе фотолиза. [c.37]

Нижняя кривая получена из коэффициента расширения решетки, принятого Лоусоном для кристалла бромистого серебра без структурных дефектов. Согласно модели, предложенной Лоусоном, образование дефектов по Шоттки должно было бы еще сильнее уменьшить измеренную постоянную решетки. [c.40]

Описанные экспериментальные данные не отвечают на вопрос, можно ли дефекты по Шоттки, т. е. вакантные бромные узлы, вводить в кристалл искусственными средствами, например сернистой сенсибилизацией [2] или фотолизом [6]. [c.40]

Усреднение результатов шести определений О дает нам (/)/Л1) = + 8,6 10- , однако вследствие экспериментальных ошибок и погрешностей в некоторых фундаментальных постоянных ошибка в определении этой величины может достигать + 1,6-10 . Таким образом, максимально возможное количество вакантных узлов в решетке чистого бромистого серебра при комнатной температуре составляет (1,6—0,86) 10 = 7,4 10 от полного числа узлов решетки в идеальном кристалле. Эта величина, вероятно, несколько завышена, и поскольку следует учесть наличие заметного количества вакантных узлов, связанных с границами зерен и блоков, то можно заключить, что невероятно, чтобы существовали дефекты по Шоттки в столь большом количестве, чтобы они могли заметно участвовать в ионной проводимости или в образовании скрытого изображения. Однако в сенсибилизированных эмульсионных микрокристаллах могут существовать совершенно иные условия ). [c.42]

Интересно выяснить, имеется ли при комнатной температуре наряду с дефектами по Шоттки заметное количество дефектов по Френкелю. Измерения, проведенные на кристаллах, облученных и измеренных после достижения равновесия, согласуются с допущением об одновременном существовании дефектов обоих типов. [c.58]

Узловые вакансии, образующиеся при перемещении атомов на поверхность кристаллов, так называемые дефекты по Шоттки [c.294]

В полярных кристаллах дефекты по Шоттки возникают после ухода анионов и катионов лишь на поверхности внутренних трещин или иа поверхности кристалла. Согласно Ф. Зейтцу и другим исследователям внутренним источником (а также ловушками ) вакансий могут являться также более сложные дефекты — дислокации, которые в отличие от дефектов по Френкелю и ло Шоттки являются не точечными , а линейными дефектами кристаллической решетки, которые нарушают правильность чередования атомных плоскостей решетки. [c.42]

Для одноатомного кристалла с дефектами по Шоттки число вакансий п в единице объема (при определяется по формуле [c.43]

Концентрация дефектов по Шоттки в ионных кристаллах равна [c.43]

Расчеты показывают, что энергии активации, необходимые для образования дефектов по Шоттки, в щелочно-галогенидных кристаллах значительно меньше, чем для образования дефектов по [c.43]

Простейшим дефектом кристаллической решетки является вакансия, которая представляет собой узел решетки, в котором отсутствует атом. Этот дефект называется дефектом по Шоттки. Вакансия часто схематически изображается на рисунках и прп записи. химических реакций квадратом (рис. 19.1).. Мы создадим дефект 1о Шоттки в идеальном кристалле, если перенесем атом из узла кристаллической решетки внутри кристалла в узел иа поверхности. [c.660]

На основе исследований ионной проводимости и измерений плотности можно заключить, что для чистых щелочно-галоидных кристаллов наиболее типичными являются дефекты по Шоттки, а для чистых кристаллов галогенидов серебра — дефекты по Френкелю. Образование дефектов ио Шоттки понижает плотность кристалла из-за увеличения его объема ири постоянной массе. Образование дефектов по Френкелю не изменяет объема кристалла 2), и поэтому плотность остается неизменной. [c.663]

Вакансии Шоттки. Пусть энергия, требуемая для перемещения атома натрия из внутренней части кристалла на поверхность, равна 1 эВ. Вычислить концентрацию дефектов по Шоттки при комнатной температуре (300 °К). [c.689]

Дефекты по Шоттки обычно встречаются в кристаллах с плотной упаковкой атомов, где образование междоузельных атомов затруднено и энергетически невыгодно. Процесс образования дефектов в таком кристалле может происходить следующим образом. Некоторые атомы из приповерхностного слоя в результате теплового движения могут оказаться в состоянии частичной диссоциа-. [c.87]

Образование дефектов по Шоттки уменьшает плотность кристалла из-за увеличения его объема при постоянной массе. При образовании дефектов по Френкелю плотность остается неизменной, так как объем кристалла не изменяется. Измерения плотности свидетельствуют о том, что, например, для чистых щелочно-галоидных кристаллов доминируюш,ими дефектами являются дефекты по Шоттки, а для чистых кристаллов галогенидов серебра — дефекты по Френкелю. [c.88]

В бинарных кристаллах, например простейших типа АВ, дефекты по Френкелю и дефекты по Шотткй могут возникать как в подрешетке А, так и в подрешетке В. При этом возможно образование следующих типов точечных дефектов 1) вакансии в подрешетке Л 2) вакансии в подрешетке Б 3) парные дефекты (вакансия и междоузельный атом) в подрешетке А 4) парнке дефекты в подрешетке В 5) атомы подрешетки А, попавшие в междоузлия подрешетки В 6) атомы подрешетки В, внедренные в междоузлия подрешетки Л 7) атомы подрешетки Л, попавшие в вакансии подрешетки В 8) атомы подрешетки В, занимающие вакансии подрешетки Л. [c.93]

Выше отмечалось, что в ионных кристаллах обычно возникают не парные дефекты по Френкелю, а дефекты по Шоттки. Так, на-лример, в щелочно-галоидных кристаллах вакансия аниона (т. е. д. отсутствие отрицательного заряда ) дей- 3/ ствует как эффективный положительный за- [c.94]

Вакансия может образоваться в результате перехода атома из своего нормального положения в междоузлие. Вокруг возникших при этом точечных дефектов — вакансии V и межузель-ного атома 1 (дефект или пара Френкеля) — возникают искажения вследствие смещения ближайших соседей, которые по мере удаления от дефекта ослабевают (рис. 14). Вакансия может возникнуть и в результате ухода атома на поверхность кристалла (дефект по Шоттки). [c.44]

Е. А. Кириллов и С. И. Голуб [197], а позже П. В. Мейкляр и Е. К. Пуцейко [198] обнаружили на длинноволновом крае собственного поглощения галоидного серебра новую полосу, которую Мейкляр и Пуцейко приписывают f-центрам, т. е. наличию в кристалле дефектов по Шоттки. Стасив [199] и Митчел [200] приводят в своих исследованиях ряд других доказательств существования дефектов по Шоттки в галоидном серебре. [c.102]

Расчет дефектов по Шоттки можно выполнить с помощью известных термодинамических функций состояния. При возникновении дефектов в рещетке повышается как внутренняя энергия U, так и энтропия системы S. Равновесная концентрация дефектов получается тогда из условия минимума свободной энергии, из уравнения AF—AU—TAS (7.15). Следовательно, расчет концентрации дефектов сводится к определению величин AU и AS. Предположив, что никакого изменения объема не происходит и концентрация дефектов настолько мала, что исключается взаимное влияние атомных дефектов структуры, можно вычислить концентрацию дефектов по Шоттки для моноатомного кристалла, т. е. для кристалла, состоящего из атомов одного сорта. [c.218]

До 1949 г. считалось определенно установленным, что в образовании скрытого изображения участвуют только дефекты по Френкелю , теория которых была разработана советским ученым Я. И. Френкелем еще в 1926 г. [1]. Существование этих дефектов было убедительно доказано также прямыми опытами Ту-бандта [2] и Вагнера и Байера [3]. Однако в 1949 г. Митчелл [4] привел ряд косвенных соображений в пользу существования в чистом бромистом серебре и в смешанных кристаллах бромистого и сернистого серебра так называемых дефектов по Шоттки . Согласно теории Митчелла, эти дефекты (вакантные галоидные узлы) и возникающие в их присутствии / -центры играют основную роль в образовании скрытого изображения. [c.4]

Вопрос о существовании и роли дефектов по Шоттки в смешанных кристаллах AgBr + А 28 еще не решен окончательно. Косвенные данные указывают на существование в этом случае заметной концентрации этих дефектов (вакантных бромных узлов) ). Зейтц [9] считает, что энергетические соображения заставляют принять преобладание дефектов по Френкелю, однако дефектам по Шоттки он придает также важцую роль в процессе фотолиза. [c.5]

Второй раздел (статьи 16—28) посвящен воцросу фотолиза кристаллов галоидного серебра и образованию скрытого изображения. Статьи 16—18 дают достаточно полную картину сложившихся к концу 1950 г. взглядов на механизм образования скрытого изображения в галоидном серебре. Необходимо, однако, помнить, что во время написания этих работ дефектам по Шоттки и / -центрам уделяли большее внимание, чем они, повидимому, заслуживают. [c.8]

Митчелл особенно подчеркивает возможность выделения при фотолизе смешанных кристаллов, содержащих сернистое серебро, частиц серебра внутри кристалла. Для объяснения этого явления необходимо допустить существование в кристаллах галогенидов серебра дефектов по Шоттки. Это обстоятельство подчеркивает также Мотт. [c.9]

В недавней своей работе Митчелл [7] предложил другую схему внедрения сернистого серебра в бромистое серебро. Он принимает, что в решетке преобладают дефекты по Шоттки и что однозарядные ионы 5 встраиваются в решетку вместо нормальных ионов брома. Вакантные бромные узлы, появляющиеся в равном количестве и обладающие эффективным положительным зарядом, заполняются избыточными электронами из ионов 8. Вакантные бромные узлы, захватившие электроны, были названы / -центрами . Митчелл предположил, что эти / -центры обусловливают примесную полосу поглощения, обнаруженную у смешанных кристаллов бромистого и сернистого серебра. [c.47]

Следует принять во Вниманне также тот факт, что примесная полоса поглощения не обязательно должна быть связана с присутствием сернистого серебра. Даже чистые кристаллы галоидного серебра, содержащие избыток металлического серебра, обнаружили бы примесную полосу поглощения при высоких температурах, если бы такая полоса создавалась / -центрами. Концентрация дефектов по Шоттки всегда была бы достаточна для наблюдения таких / -центров. Наши последние экспериментальные результаты, полученные на кристаллах, освещенных после различной предварительной обработки, также весьма трудно объяснить, исходя из модели / -центров. [c.54]

В настоящее время мы приписываем примесную полосу поглощения исключительно присутствию неассоциированных ионов 5 в узлах решетки и полагаем, что поглощение света этими ионами переводит один из валентных электронов в полосу проводимости кристалла. Если принять такую модель процесса поглощения и исходить из одновременного присутствия дефектов по Шоттки и по Френкелю и ассоциированных дефектов рещетки, то можно удовлетворительно объяснить все экспериментальные данные. [c.54]

Другим доказательством в пользу существования значительной концентрации дефектов по Шоттки служит замеченное Ту-бандтом быстрое образование нитей серебра в галоидном серебре, помещенном между металлическими электродами эти нити замыкают электроды накоротко. Трудно объяснить рост этих нитей при помощи френкелевского механизма, поскольку непрерывная пластическая деформация кристалла впереди растущей нити маловероятна. Следует, однако, указать, что эти опыты проводились вблизи точки плавления, где предполагаемая большая энергия образования дефектов по Шоттки должна оказывать меньшее влияние на относительную концентрацию, чем при комнатной температуре ). [c.108]

Сначала рассмотрим некоторые данные по природе дефектов решетки галоидного серебра. В трех предыдущих работах [8—10] автор рассмотрел свойства смешанных кристаллов галоидного и сернистого серебра, изученных Стасивом и Тельтовом [4—7] ), и химически сенсибилизированных эмульсионных микрокристаллов, исходя из того, что в решетке галоидного серебра преобладают дефекты по Шоттки. Такое представление помогло объяснить многие доселе непонятные свойства фотографических эмульсий. Однако эта гипотеза не подтверждается результатами исследований больших кристаллов чистого галоидного серебра. В связи с этим было проведено много полезных дискуссий, во время которых подробно рассматривались экспериментальные и теоретические данные и другие решения этой проблемы. [c.114]

Ф и г. 6. а — дефекты по Френкелю в катионной составляющей решетки ионного кристалла, например AgBr б — дефекты по Шоттки в ионном кристалле, например КВг. [c.139]

Этот эффект, повидимому, связан с условиями, существующими на поверхности пленки бромистого серебра. Экспериментальные результаты согласуются с предположением, что неотожженные кристаллы содержат поверхностные положительные носители заряда сравнительно высокой подвижности, которые участвуют в темновой проводимости образца. Во время освещения эти положительные носители заряда становятся неподвижными в результате захвата фотоэлектронов, что приводит к уменьшению темновой проводимости. Этими подвижными положительными носителями могут служить ионы серебра или, если существуют дефекты по Шоттки, вакантные бромные узлы вблизи поверхности кристалла. [c.341]

Рис. 19.3. Схема, иллюстрирующая образование дефекта по Шоттки и дефекта по Френкелю в ионном кристалле. Стрелками показано направление смещения ионов. При образовании дефекта по Шоттки ион передвигается к поверхностн кристалла при образовании дефекта по Френкелю ион перемещается в междоузлие.

Образование дефекта, по Шоттки, показано на рис. 2. В старых тео1риях, касающихся возниюновения таких дефектов, предполагалось, что атомы, покинувшие свое место в решетке, вытесняются на границы зерен что требуемая для этого работа равняется приблизительно половине энергии, необходимой для испарения атома из кристалла. Согласно современным теориям, оторвавшийся атом попадает в область ближайшей дислокации, т. е. расстояние, которое должен пройти атом, меньше в 10" раз и требуемая для этого энергия тоже меньше, чем в первом -случае. Пусть Е — энергия, необходимая для образования дефекта, по Шоттки. При каждой температуре имеется равновесная концентрация вакансий, и если п — число вакансий в кристалле, состоящем Из N атомов, простой термодинамический расчет приводит к соотношению [c.95]

Во-вторых, В узлах решетки, которые в идеальном кристалле заполнены, атомы могут отсутствовать. Точечные дефекты такого вида называют вакансиями. В элементарной ковалентной решетке отсутствие одного атома (электрически нейтрального) не вызывает существенных нарушений в общем балансе электрических зарядов в кристалле. Однако в ионном кристалле (если рассматривать его в целом) вакансии в катионной или анионной подрешетке должны быть каким-то образом электрически скомпенсированы. Это условие выполняется,, если имеется эквивалентное количество катионных и анионных ва кансий или если на каждую ионную вакансию приходится такое же число нонов того же знака в междоузлиях. Комбинацию вакансии и иона в междоузлиях называют дефектом по Френкелю, а комбинацию анионной и катионной вакансий —дефектом по Шоттки. Требование компенсации заряда, как мы в дальнейшем покажем, может быть также удовлетворено, если в кристалле содержится примесь атомов с валентностью, отличной от валентности атомов самой решетки. Наконец, компенсации можно достигнуть простым введением избыточных электронов или, наоборот, удалением их из кристалла. Если вакансия образуется в металле, то происходит одновременное удаление положительно заряженного иона и компенсирующего электрона (электронов). [c.53]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...