第三章 第1节
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1. 热缺陷
定义：热缺陷是指由热起伏的原因所产生的空
位或间隙质点（原子或离子）。包括原子空位或离
子空位，间隙原子或间隙离子。热缺陷亦称为本征
缺陷。 类型：弗仑克尔缺陷（Frenkel defect）和肖 特基缺陷（Schottky defect）。
（a）弗仑克尔缺陷的形成 （空位与间隙质点成对出现）
（ interstitial particle ） 、 杂 质 质 点 （ foreign
particle）等 。
(a)空位
(b)杂质质点
(c)间隙质点
图3.1 晶体中的点缺陷
空位，是指点阵中的一些空结点； 间隙质点是指处于点阵间隙中的质点； 杂质质点则是指在点阵间隙中存在的， 或占据在原来基体质点平衡位置上的异类质 点（或外来质点）。 点缺陷对材料的电学性质、光学性质、 材料的高温动力学过程等有很大影响。
2.线缺陷（一维缺陷） 线缺陷是指在一维方向上偏离理想晶体 中的周期性、规则性排列所产生的缺陷。 特征：缺陷尺寸在一维方向较长，另外 二维方向上很短。 线缺陷习惯上被称为位错。
（dislocation）
(a)
(b)
(a) 刃位错
(b)螺位错
线缺陷的产生及运动对材料的力学性能
影响很大，比如与材料的强度、塑性、韧性、
3.非化学计量缺陷 定义:是指组成上偏离化学中的定比定律所形
成的缺陷。它是由基质晶体与介质中的某些组分
发生交换而产生。如Fe1－xO 、Zn1+xO等晶体中
的缺陷。
特点:其化学组成随周围气氛的性质及其分压 大小而变化。 是一种半导体材料。
4. 其它缺陷
电荷缺陷：是指质点排列的周期性未受
到破坏，但因电子或空穴的产生，使周期性
第三章 晶体结构缺陷
缺陷的含义：通常把晶体结构中原子排列不完
整的区域，即晶体点阵结构中周期性势场的畸变称
为晶体的结构缺陷,简称为晶体缺陷。
理想晶体：质点严格按照空间点阵排列。
实际晶体：存在着各种各样的结构缺陷。
3.1 晶体结构缺陷的类型 3.2 点缺陷 3.3 线缺陷 3.4 面缺陷
3.5 固溶体
3.6 非化学计量化合物
ຫໍສະໝຸດ Baidu 3.1 晶体结构缺陷的类型
分类方式：
几何形态：点缺陷、线缺陷、面缺陷等 形成原因：热缺陷、杂质缺陷、非化学计量缺陷等
一、按缺陷的几何形态分类
1.点缺陷（零维缺陷）
特征：缺陷尺寸处于原子大小的数量级上，
即三维方向上缺陷的尺寸都很小。
包 括 ： 空 位 （ vacancy ） 、 间 隙 质 点
（b）单质中的肖特基缺陷的 形成
图3.2 热缺陷产生示意图
特点：热缺陷浓度与温度有关：温度升
高时，热缺陷浓度增加。
2.杂质缺陷 定义:杂质缺陷亦称为组成缺陷，是由外
加杂质的引入所产生的缺陷。
特征:如果杂质的含量在固溶体的溶解度
范围内，则杂质缺陷的浓度与温度无关。
杂质缺陷对材料性能的影响:微量杂质缺 陷的存在，能够极大地改变基质晶体的物理性 质。
脆性等均密切相关。
3.面缺陷
面缺陷又称为二维缺陷，是指在二维方向上偏 离理想晶体中的周期性、规则性排列而产生的缺陷。 特征：一个方向的尺寸很小，另二个方向上尺 寸相对较大，形成一个面。
包括：晶界、亚晶界、相界、表面、堆积层错 等。 面缺陷的取向及分布与材料的断裂韧性有关。
晶界示意图
二、按缺陷产生的原因分类
势场发生畸变而产生的缺陷。
辐照缺陷：是指材料在辐照之下所产生
的结构的不完整性。
本 节 结 束
定义：热缺陷是指由热起伏的原因所产生的空
位或间隙质点（原子或离子）。包括原子空位或离
子空位，间隙原子或间隙离子。热缺陷亦称为本征
缺陷。 类型：弗仑克尔缺陷（Frenkel defect）和肖 特基缺陷（Schottky defect）。
（a）弗仑克尔缺陷的形成 （空位与间隙质点成对出现）
（ interstitial particle ） 、 杂 质 质 点 （ foreign
particle）等 。
(a)空位
(b)杂质质点
(c)间隙质点
图3.1 晶体中的点缺陷
空位，是指点阵中的一些空结点； 间隙质点是指处于点阵间隙中的质点； 杂质质点则是指在点阵间隙中存在的， 或占据在原来基体质点平衡位置上的异类质 点（或外来质点）。 点缺陷对材料的电学性质、光学性质、 材料的高温动力学过程等有很大影响。
2.线缺陷（一维缺陷） 线缺陷是指在一维方向上偏离理想晶体 中的周期性、规则性排列所产生的缺陷。 特征：缺陷尺寸在一维方向较长，另外 二维方向上很短。 线缺陷习惯上被称为位错。
（dislocation）
(a)
(b)
(a) 刃位错
(b)螺位错
线缺陷的产生及运动对材料的力学性能
影响很大，比如与材料的强度、塑性、韧性、
3.非化学计量缺陷 定义:是指组成上偏离化学中的定比定律所形
成的缺陷。它是由基质晶体与介质中的某些组分
发生交换而产生。如Fe1－xO 、Zn1+xO等晶体中
的缺陷。
特点:其化学组成随周围气氛的性质及其分压 大小而变化。 是一种半导体材料。
4. 其它缺陷
电荷缺陷：是指质点排列的周期性未受
到破坏，但因电子或空穴的产生，使周期性
第三章 晶体结构缺陷
缺陷的含义：通常把晶体结构中原子排列不完
整的区域，即晶体点阵结构中周期性势场的畸变称
为晶体的结构缺陷,简称为晶体缺陷。
理想晶体：质点严格按照空间点阵排列。
实际晶体：存在着各种各样的结构缺陷。
3.1 晶体结构缺陷的类型 3.2 点缺陷 3.3 线缺陷 3.4 面缺陷
3.5 固溶体
3.6 非化学计量化合物
ຫໍສະໝຸດ Baidu 3.1 晶体结构缺陷的类型
分类方式：
几何形态：点缺陷、线缺陷、面缺陷等 形成原因：热缺陷、杂质缺陷、非化学计量缺陷等
一、按缺陷的几何形态分类
1.点缺陷（零维缺陷）
特征：缺陷尺寸处于原子大小的数量级上，
即三维方向上缺陷的尺寸都很小。
包 括 ： 空 位 （ vacancy ） 、 间 隙 质 点
（b）单质中的肖特基缺陷的 形成
图3.2 热缺陷产生示意图
特点：热缺陷浓度与温度有关：温度升
高时，热缺陷浓度增加。
2.杂质缺陷 定义:杂质缺陷亦称为组成缺陷，是由外
加杂质的引入所产生的缺陷。
特征:如果杂质的含量在固溶体的溶解度
范围内，则杂质缺陷的浓度与温度无关。
杂质缺陷对材料性能的影响:微量杂质缺 陷的存在，能够极大地改变基质晶体的物理性 质。
脆性等均密切相关。
3.面缺陷
面缺陷又称为二维缺陷，是指在二维方向上偏 离理想晶体中的周期性、规则性排列而产生的缺陷。 特征：一个方向的尺寸很小，另二个方向上尺 寸相对较大，形成一个面。
包括：晶界、亚晶界、相界、表面、堆积层错 等。 面缺陷的取向及分布与材料的断裂韧性有关。
晶界示意图
二、按缺陷产生的原因分类
势场发生畸变而产生的缺陷。
辐照缺陷：是指材料在辐照之下所产生
的结构的不完整性。
本 节 结 束