①本征缺陷载流子 离子晶体中,束缚在晶格结点上的正、负离 子在一般情况下是不能参与导电的。只有 量因热缺陷而产生的,脱离格点的填隙离子 及空格点的正负离子才能够在电场的作用下 作定向运动,参与导电过程。它们就是本征 缺陷载流子。离子晶体中的热缺陷主要有肖 特基( Shottky)缺陷和弗兰克尔( Frenkel) 缺陷两种
①本征缺陷载流子 离子晶体中,束缚在晶格结点上的正、负离 子在一般情况下是不能参与导电的。只有少 量因热缺陷而产生的,脱离格点的填隙离子 及空格点的正负离子才能够在电场的作用下 作定向运动,参与导电过程。它们就是本征 缺陷载流子。离子晶体中的热缺陷主要有肖 特基(Shottky)缺陷和弗兰克尔(Frenkel) 缺陷两种
要比晶体的结合能低得多,但仍然相当 高。因此,在室温下,由于热激活而产 生的肖特基缺陷和弗兰克尔缺陷浓度非 常低,对材料电导的影响并不大。只有 当晶体非常纯净,温度非常高时,热缺 陷材料电导的影响才逐渐显示出来。例 如对于Nac晶体,一对离子的结合能约 为8eV,而肖特基缺陷的激活能为2eV左 右 T=1000kn/N=10
要比晶体的结合能低得多,但仍然相当 高。因此,在室温下,由于热激活而产 生的肖特基缺陷和弗兰克尔缺陷浓度非 常低,对材料电导的影响并不大。只有 当晶体非常纯净,温度非常高时,热缺 陷材料电导的影响才逐渐显示出来。例 如对于Nacl晶体,一对离子的结合能约 为8eV,而肖特基缺陷的激活能为2eV左 右。 T=1000k 11 10− ns N =
②杂质缺陷载流子 实际电介质材料中总是不可避免的存在着 杂质的。有时候,为了改进材料的某些性 质还有意地添加各种类型的杂质,称为掺 杂改性。 杂质离子在晶格中产生点缺陷,破坏了晶格 内部势场分布,从而使得晶格中的载流子易 于在电场的作用下运动,增大电介质的电导。 异价杂质离子还将在晶体中产生新的载流子 使材料的电导大幅度地上升
②杂质缺陷载流子 实际电介质材料中总是不可避免的存在着 杂质的。有时候,为了改进材料的某些性 质还有意地添加各种类型的杂质,称为掺 杂改性。 杂质离子在晶格中产生点缺陷,破坏了晶格 内部势场分布,从而使得晶格中的载流子易 于在电场的作用下运动,增大电介质的电导。 异价杂质离子还将在晶体中产生新的载流子, 使材料的电导大幅度地上升
异价离子本身或由其形成的空格点或填隙 离子则不同,它们本身的电荷量偏离了保 持晶格电中性所要求的荷电量,因而使得 晶格的局部区域荷电 至于填隙离子,则在填隙位置上额外地引 入了填隙离子所带的电量,其等效荷电量 就等于离子的电价。 由异价杂质形成的这些点缺陷以其等效荷电 量在电场作用下定向漂移,从而对材料的电 导作出贡献
异价离子本身或由其形成的空格点或填隙 离子则不同,它们本身的电荷量偏离了保 持晶格电中性所要求的荷电量,因而使得 晶格的局部区域荷电。 至于填隙离子,则在填隙位置上额外地引 入了填隙离子所带的电量,其等效荷电量 就等于离子的电价。 由异价杂质形成的这些点缺陷以其等效荷电 量在电场作用下定向漂移,从而对材料的电 导作出贡献
当晶体中的点缺陷浓度较高时,一部分带 有异号电荷的点缺陷之间,或者与电子 空穴之间可能通过静电库仑相互作用缔合 在一起形成复合缺陷。 Sl No a 复合缺陷本身在晶体中的迁移率相当低, 它们对电导的贡献常常可以略去。但是, 复合缺陷在热离解后对于材料的电导有 贡献,因此影响材料电导率随温度的变 化
当晶体中的点缺陷浓度较高时,一部分带 有异号电荷的点缺陷之间,或者与电子、 空穴之间可能通过静电库仑相互作用缔合 在一起形成复合缺陷。 复合缺陷本身在晶体中的迁移率相当低, 它们对电导的贡献常常可以略去。但是, 复合缺陷在热离解后对于材料的电导有 贡献,因此影响材料电导率随温度的变 化。 / Na Na Ca − V ( ) − i Al si Na