固体では、結晶配列は対称的なパターンであり、固体の不完全または欠陥と呼ばれます。結晶プロセスの形成のために、欠陥が発生します。粒子は固体内に密集しているため、粒子自体が再配置されないため、欠陥は非常に急速に発生します。密集した小さな結晶が密集して固体を形成します。
結晶欠陥:-
絶対結晶は 0K 温度でのみ形成され、その他の結晶は絶対結晶ではありません。結晶欠陥は、結晶格子内の複雑な秩序と粒子の周期的配列の撤回として定義できます。
結晶欠陥の原因:-
結晶欠陥は次の要因で発生します-
- 格子欠員
- 格子内での粒子の乱れ
- 不定比量のイオン
- 格子不純物。
固体の欠陥の種類:-
主に2つのタイプに分類されます-
- ポイントの欠陥
- 線の欠陥
線欠陥:-
線状欠陥では、固体が結晶格子の列の微小領域の上に広がります。
点欠陥:-
格子では、ある場所から別の場所に移動する際の粒子の乱れが、結晶格子の不完全性または欠陥を引き起こします。点欠陥には 3 種類あります。
点欠陥の種類:-
点欠陥には主に 3 つのタイプがあります –
- 化学量論的欠陥
- 非化学量論的欠陥
- 不純物欠陥
化学量論的欠陥:-
この欠陥は、同様に耐える陽イオンと陰イオンの比率として定義されます。または、物質の化学量論が中断されないため、化学量論的欠陥と呼ばれます。これらの欠陥は、固有または熱力学的欠陥としても知られています。これらの欠陥は、非イオン性固体とイオン性固体の両方で検出できます。化学量論的欠陥には 2 つのタイプがあります。
空室欠陥:-
格子のある場所に粒子が存在しないと、空孔欠陥と呼ばれる空孔ができます。これらの欠陥は主に非イオン性固体や金属に見られ、この欠陥により結晶密度が低下します。
間質欠陥:-
格子では、格子間欠陥と呼ばれる格子間サイトに構成粒子の依存性がある場合。この欠陥は、非イオン性固体および金属で見られます。しかし、空孔欠陥を減少させる代わりに、この欠陥は結晶密度を増加させました。
ショットキー欠陥:-
この種の点欠陥は、1930 年にドイツの科学者ショットキーによって開発されました。この欠陥では、陽イオンと陰イオンが格子から等量欠落しています。この欠陥は粒子の密度を低下させますが、結晶の化学量論には影響しません。格子内では、ショットキー欠陥による簡単なメカニズムの助けを借りて、原子が自由に移動できます。
例 - NaCl、KCl
ショットキー欠陥の結果:-
- 固体の密度が減少します。
- イオンまたは原子の移動に関して、この欠陥は容易なメカニズムを提供します。
- この欠陥の化学量論は影響を受けません。
フレンケル欠陥:-
この欠陥は転位欠陥とも呼ばれ、1926 年に科学者によって観察されました。陽イオンと陰イオンのサイズが不規則な結晶に大部分が占められています。この欠陥はまた、イオンの移動のための容易なメカニズムを提供し、密度にも影響を与えません.
例 - AgCl と AgBr
フレンケル欠陥の結果:-
- この欠陥は密度には影響しません。
- イオンと原子の移動に関して、この欠陥は容易なメカニズムを提供します。
非化学量論的欠陥:-
この欠陥は、次の 2 つの理由で発生する可能性があります。
- 格子内では、物質は陰イオンよりも多くの陽イオンを持っています。したがって、金属過剰欠陥として知られています。
- 格子では、物質は陰イオンよりも割合が少ない陽イオンを持っています。したがって、金属欠乏症と呼ばれます。
この欠陥は、主に 2 つのタイプに分類されます-
金属過剰欠陥-
格子内で陽イオンが陰イオンよりも比率が高い場合に発生します。さらに 2 つのタイプがあります-
陰イオン空孔:
この欠陥では、電気的中性を維持するために、電子が陰イオンが放出される空間に結合します。それらを捕捉する陰イオントラップ電子は、f-センターと呼ばれます。存在する空洞は色付きの中心です。
例 – NaCl と LiCl
追加陽イオン:
格子では、余分な陽イオンが格子間サイトに結合します。したがって、電子数によってさらに維持される追加の正電荷が作成されます。
例 - 酸化亜鉛
金属欠乏症-
格子内で陽イオンの比率が陰イオンの比率よりも小さい場合に発生します。異なる酸化状態は、複合カチオンによって異なります。
例 - 鉄化合物結晶と銅化合物結晶
不純物欠陥:-
酸化状態の異なるイオンの付加は、不純物欠陥と呼ばれる化学的不純物によって行われます。この欠陥により、格子状にキャプションが欠落する可能性があります。結晶に添加できる不純物をドーピングといいます。不純物は、イオンまたはイオン性固体の存在で追加されます。ドーピングが電子の不純物である場合、ｎ型半導体が形成される。欠陥電子をドーピングすると、p型半導体が形成されます。
結論:-
顕微鏡技術は、固体の欠陥を研究するために使用されました。一部の欠陥では固体の密度が増加し、一部の密度は減少し、一部の固体では影響しません。いくつかの欠陥は、電子の電荷と陽イオンと陰イオンの変化を維持するのに役立ちます。上記の記事では、固体で発生する多くの欠陥について学びました。固体の欠陥には主に線欠陥と点欠陥の2種類があり、点欠陥はさらに3種類に分類されます。固体の欠陥の種類は、欠陥のさまざまな特徴と固体の不完全性の背後にある理由を説明します。
