一载流子浓度 对于固有电导(本征电导),载流子由晶体本身热缺 陷 —弗仑克尔缺陷和肖脱基缺陷提供。 弗仑克尔缺陷的填隙离子和空位的浓度相等。都可表示为: V,=Nexp(E,/2kT) 单位体积内离子结点数 E,—形成一个弗仑克尔缺陷所需能量 肖脱基空位浓度,在离子晶体中可表示为: N,Nexp(-E,/2kT) N一单位体积内离子对数目 E。—离解一个阴离子和一个阳离子并到达表面所需能量
弗仑克尔缺陷的填隙离子和空位的浓度相等。都可表示为: N N ( E kT ) f = exp − f 2 ——单位体积内离子结点数 ——形成一个弗仑克尔缺陷所需能量 肖脱基空位浓度,在离子晶体中可表示为: N Ef N N ( E kT ) s = exp − s 2 ——单位体积内离子对数目 ——离解一个阴离子和一个阳离子并到达表面所需能量。 N E s 一.载流子浓度 对于固有电导(本征电导),载流子由晶体本身热缺 陷——弗仑克尔缺陷和肖脱基缺陷提供
热缺陷的浓度决定于温度T和离解能。 常温下: kT比起E来很小,因而只有在高温下,热缺陷 浓度才显著大起来,即固有电导在高温下显著。 E和晶体结构有关,在离子晶体中,一般肖特基缺陷形 成能比弗仑克尔缺陷形成能低许多,只有在结构很松、 离子半径很小的情况下才易形成弗仑克尔缺陷,如 AgCI晶体易生成间隙离子Ag*
热缺陷的浓度决定于温度T和离解能。 常温下 : 比起 来很小,因而只有在高温下,热缺陷 浓度才显著大起来,即固有电导在高温下显著。 kT E E和晶体结构有关,在离子晶体中,一般肖特基缺陷形 成能比弗仑克尔缺陷形成 能低许多,只有在结构很松、 离子半径很小的情况下才易形成弗仑克尔缺陷,如 AgCl 晶体易生成间隙离子Agi *
热缺陷的运动产生和复合 一方面,由于格点上的原子的热振动脱离格点,产生 热缺陷;另一方面,由于相互作用,热缺陷消失。 如:填隙原子运动到空位附近,最后落入到空位里而 复合掉。 晶格中原子扩散现象本质 通过热缺陷不断产生和复合的过程,晶格中的原子就可 不断的由一处向另一处作无规则的布朗运动。 如:空位的无规则运动是空位周围的原子由于热振动能 量起伏,会获得足够的能量,跳到空位上,占据这个格 点,而在原来的位置上出现空位。空位运动实质上是原 子的跳动
热缺陷的运动产生和复合 一方面,由于格点上的原子的热振动脱离格点,产生 热缺陷;另一方面,由于相互作用,热缺陷消失。 如:填隙原子运动到空位附近,最后落入到空位里而 复合掉。 通过热缺陷不断产生和复合的过程,晶格中的原子就可 不断的由一处向另一处作无规则的布朗运动。 如:空位的无规则运动是空位周围的原子由于热振动能 量起伏,会获得足够的能量,跳到空位上,占据这个格 点,而在原来的位置上出现空位。空位运动实质上是原 子的跳动。 晶格中原子扩散现象本质
表6.4碱金属卤化物晶体内的作用能 eV 作用能 NaCl KCI KBr 离解正离子的能量 4.62 4.47 4.23 离解负离子的能量 5.18 4.79 4.60 一一对离子的晶格能 7.94 7.18 6.91 阴离子空位扩散能 0.56 一 一 阳离子空位扩散能 0.51 填隙离子的扩散能 2.90 一对离子的扩散能 0.38 0.44 杂质离子载流子的浓度决定于杂质的数量和种类。 因为杂质离子的存在,不仅增加了电流载体数,而且使 点阵发生畸变,杂质离子离解活化能变小。和固有电导 不同,低温下,离子晶体的电导主要由杂质载流子浓度 决定
杂质离子载流子的浓度决定于杂质的数量和种类。 因为杂质离子的存在,不仅增加了电流载体数,而且使 点阵发生畸变,杂质离子离解活化能变小。和固有电导 不同,低温下,离子晶体的电导主要由杂质载流子浓度 决定
二.离子迁移率 间隙离子处于间隙位置时,受周围离子的作用,处于 一定的平衡位置(半稳定位置)。它从一个间隙位置 跃入相邻原子的间隙位置,需克服一个高度为U。的 “势垒”。完成一次跃迁,又处于新的平衡位置上。 位置x 图6.19间隙离子的势垒
间隙离子处于间隙位置时,受周围离子的作用,处于 一定的平衡位置(半稳定位置)。它从一个间隙位置 跃入相邻原子的间隙位置,需克服一个高度为 的 “势垒” 。完成一次跃迁,又处于新的平衡位置上。 二.离子迁移率 U0