主な違い – ショットキー欠陥とフレンケル欠陥
結晶格子は、結晶内の原子の対称的な 3D 配置です。点欠陥は、格子から原子が失われたために作成された空の点です。したがって、格子は不規則で非対称になります。ショットキー欠陥とフレンケル欠陥は、結晶格子に見られる 2 種類の点欠陥です。ショットキー欠陥とフレンケル欠陥の主な違いは、ショットキー欠陥は結晶の密度を低下させるのに対し、フレンケル欠陥は結晶の密度に影響を与えないことです。
対象となる主な分野
1.ショットキー欠陥とは
– 定義、構造、プロパティ、例
2.フレンケル欠陥とは
– 定義、構造、プロパティ、例
3.ショットキー欠陥とフレンケル欠陥の違いは何ですか
– 主な違いの比較
重要な用語:結晶、フレンケル欠陥、フレンケル障害、フレンケル対、格子構造、点欠陥、ショットキー欠陥
ショットキー欠陥とは
ショットキー欠陥は、化学量論単位の結晶格子から原子が失われることによって発生する点欠陥の一種です。この現象は、Walter H. Schottky にちなんで名付けられました。ショットキー欠陥は、イオン結晶または非イオン結晶で発生する可能性があります。イオン結晶では、原子の化学量論的単位が格子を離れるときに欠陥が形成されます。言い換えれば、1つのビルディングブロックが格子を離れたときに欠陥が発生します。この離脱により、格子に欠員が生じます。
しかし、損失は化学量論単位で発生するため、全体の電荷は中立に維持されます。化学量論的単位は、反対に荷電した原子が同じ比率で構成されています。たとえば、NaCl 格子では、Na 陽イオンと Cl 陰イオンが離れて、ショットキー欠陥を形成する可能性があります。
図 1:NaCl 格子のショットキー欠陥。 Na 原子は赤色、Cl 原子は黄色で表示されます。
ショットキー欠陥により、格子の密度が低下します。この欠陥はイオン性化合物に多く見られます。それが非イオン性結晶に存在する場合、これは空孔欠陥と呼ばれます。ほとんどの場合、ショットキー欠陥は、ほぼ同じサイズのイオンを持つ格子に見られます。このタイプの欠陥は、NaCl、KBr、および KCl などの格子で一般的です。
フレンケル欠陥とは
フレンケル欠陥は、原子または小さなイオンが 1 つ失われることによって発生する点欠陥の一種です。これにより、格子構造内に空きサイトが作成されます。これはフレンケル ペアとも呼ばれます またはフレンケル障害 .これらの名前は、この欠陥を最初に発見したヤコフ・フレンケルに敬意を表して付けられました。 脱離する化学種がイオンの場合、通常は陽イオンです。この原子またはイオンは格子間サイトを占有します。インタースティシャル サイトは、空いたポイントの近くの場所です。
フレンケル欠陥は、格子の密度には影響しません。これは、原子またはイオンが格子を完全に離れるのではなく、近くの位置を占有するためです。その場合、格子の質量と体積は変化しません。
フレンケル欠陥は主にイオン性化合物に見られます。ショットキー欠陥とは異なり、フレンケル欠陥は原子またはイオンで構成された格子で見られ、それらのサイズには大きな違いがあります。 1つまたは複数の原子またはイオンがフレンケル欠陥を受ける可能性があります。したがって、格子間サイトの数は、格子内に存在する欠陥の数と同じです。
図 2:AgCl 格子のフレンケル欠陥。緑のカラー サークルは Ag+ イオンを示し、灰のカラー サークルは Cl- イオンを示します。
上の例は、AgCl 格子のフレンケル欠陥を示しています。ここで、同じ体積に存在する原子の数は、欠陥の前と同じです。したがって、密度は同じです。フレンケル欠陥の例としては、AgCl、AgI、CaF2 があります。
ショットキー欠陥とフレンケル欠陥の違い
定義
ショットキー欠陥: ショットキー欠陥は、化学量論単位の結晶格子から原子が失われることによって発生する点欠陥の一種です。
フレンケルの欠陥: フレンケル欠陥は、1 つの原子または小さなイオンの損失によって発生する点欠陥の一種です。
密度
ショットキー欠陥: ショットキー欠陥により、格子密度が低下します。
フレンケルの欠陥: フランケル欠陥は、格子の密度に影響を与えません。
質量
ショットキー欠陥: ショットキー欠陥が発生すると、格子の質量が減少します。
フレンケルの欠陥: フレンケル欠陥が発生した後でも、質量は一定のままです。
種を残す
ショットキー欠陥: 原子またはイオンが格子から離れ、ショットキー欠陥が生じます。
フレンケル欠陥: 原子またはイオンはその位置を離れますが、フレンケル欠陥では格子内にとどまります。
イオンのサイズ
ショットキー欠陥: ショットキー欠陥は、同じサイズのイオンを持つ格子で発生します。
フレンケルの欠陥: フレンケル欠陥は、サイズが大きく異なるイオンの格子で発生します。
結論
ショットキー欠陥またはフレンケル欠陥の両方が、格子内に空点を作成します。欠陥のタイプは、主に格子内の陽イオンと陰イオンのサイズの違いに依存します。さらに、ショットキー欠陥は格子密度を減少させますが、フレンケル欠陥は格子密度に影響を与えません。これがショットキー欠陥とフレンケル欠陥の主な違いです。
