結晶配列の対称パターンは、固体の欠陥または欠陥と呼ばれることがあります。粒子は固体内に密集し、再配列しないため、欠陥がより早く発生します。小さな結晶がぎっしりと並んで、固体になっています。ソリッドの欠陥は、主に点欠陥と線欠陥の2種類に分類されます。いくつかの欠陥は、電子の電荷を維持するのに役立ちます。結晶欠陥は、格子空孔、格子不純物が原因で発生します。化学不純物の異なる酸化状態を持つイオンの付加は、不純物欠陥と呼ばれます。
結晶欠陥
絶対結晶は 0 K 温度でのみ形成され、他の結晶は絶対結晶ではありません。結晶欠陥は、結晶格子における複雑な秩序と粒子の周期的配置の撤回として定義できます。
結晶欠陥の原因
結晶欠陥は、次の要因により発生します:
- 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。
欠陥の種類
固体の欠陥には主に 2 つのタイプがあります:
- ライン欠陥
- 点欠陥
ライン欠陥
このような欠陥では、固体は結晶格子の列の微視的領域の上に膨張します。
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。点欠陥には次の 3 種類があります。
- 化学量論的欠陥
- 非化学量論的欠陥
- 不純物の欠陥。
不純物欠陥
化学不純物の異なる酸化状態を持つイオンの付加は、不純物欠陥と呼ばれます。この欠陥は、格子内に陽イオンの空孔を作ることができます。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、イオンで、またはイオン性固体の存在下で添加されます。
電子の不純物をドーピングするとｎ型半導体が形成される。偏向電子をドーピングするとｐ型半導体が形成される。
例 - 結晶化中に、SrCl2 不純物が NaCl に追加されます。 Na+ イオンは酸化状態 =+1 を持ち、Sr2+ イオンは酸化状態 =+2 を持ち、Sr2+ は Na+ の規則的なサイトに結合します。電気的中性を維持するために、Sr2+ イオンが 2 つの Na+ イオンを置換し、他の Na+ イオン サイトは空のままになります。
不純物欠陥の種類
不純欠陥には次の 2 種類があります。
- 格子間不純物欠陥 (これらの欠陥によると、化合物は原子に四面体または八面体の穴を持っています)
- 置換不純物欠陥 (不純な原子には通常のサイズが必要)
格子間不純物欠陥
格子では、不純物原子が原子に四面体または八面体の穴を持っている場合、格子間不純物欠陥が発生します。点欠陥の一種です。これは非常に小さく、格子の四面体または八面体の穴に固定できます。
例:
- 鉄を含む鋼の炭素原子は格子間不純物に付着しています。
- 半金属または遷移金属の添加による鋼の腐食。
置換不純物欠陥
これは、不純な原子が通常の格子サイトを必要とする場合に発生する点欠陥の一種です。その大きさは、互いに位置を交換する原子と同じです。これらの不純物も化学的には同じです。
たとえば、炭素とストロンチウムはどちらも化学的に類似しているため、ストロンチウムとカルシウムの結晶の両方に通常の不純物が生じます。
ステンレス鋼の不純物欠陥
ステンレス鋼は、不純物欠陥の最も一般的な例です。ご存じのとおり、ステンレス鋼は鉄とクロムで構成されています。この濃度は低くなりますが、必要に応じて高くすることができます。また、炭素、ニッケル、チタン、モリブデンなどの元素も少量含まれています。これらの金属は同じサイズであってもよい。すべての元素は同じ構造の類似性を示し、炭素を除く結晶の格子の中で剛構造を作ることができます。炭素は半金属で最小であるため、結晶格子内に構造を形成しません。
結論
顕微鏡は、固体の欠陥を研究するために使用されます。いくつかの欠陥の場合、固体の密度が増加し、場合によっては減少し、特定の固体では影響を受けないままです。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、不純物欠陥とその種類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、不純物欠陥は点欠陥の一種です。これらのさまざまなタイプは、欠陥の特徴と固体の欠陥の背後にある理由を説明しています。不純物欠陥は点欠陥の一種で、化学不純物の酸化状態の異なるイオンの添加が行われます。そして、この欠陥は格子内に陽イオンの空孔を作ることができます。不純物欠陥はさらに、格子間不純物欠陥と置換不純物欠陥の 2 つのクラスに分類されます。
