晶体点缺陷的形成和分类

产生原因
• 晶体缺陷有的是在晶体生长过程中，由于 温度、压力、介质组分浓度等变化而引起 的；有的则是在晶体形成后，由于质点的 热运动或受应力作用而产生。它们可以在 晶格内迁移，以至消失；同时又可有新的 缺陷产生。
性质
• 晶体缺陷的存在对晶体的性质会产生明显 的影响。实际晶体或多或少都有缺陷。适 量的某些点缺陷的存在可以大大增强半导 体材料的导电性和发光材料的发光性，起 到有益的作用；而位错等缺陷的存在，会 使材料易于断裂，比近于没有晶格缺陷的 晶体的抗拉强度，降低至几十分之一。
• ②线缺陷—位错 位错的概念1934年由泰勒提出 到1950年才被实验所实具有位错的晶体结构， 可看成是局部晶格沿一定的原子面发生晶格的 滑移的产物。滑移不贯穿整个晶格，晶体缺陷 到晶格内部即终止，在已滑移部分和未滑移部 分晶格的分界处造成质点的错乱排列，即位错。 这个分界外，即已滑移区和未滑移区的交线， 称为位错线。位错有两种基本类型：位错线与 滑移方向垂直，称刃位错，也称棱位错；位错 线与滑移方向平行，则称螺旋位错。刃位错恰 似在滑移面一侧的晶格中额外多了半个插入的 原子面，后者在位错线处终止（图2）。螺旋 位错在相对滑移的两部分晶格间产生一个台阶， 但此台阶到位错线处即告终止，整个面网并未 完全错断，致使原来相互平行的一组面网连成 了恰似由单个面网所构成的螺旋面。
• ③面缺陷，是沿着晶格内或晶粒间的某个面两侧大 约几个原子间距范围内出现的晶格缺陷。主要包括 堆垛层错以及晶体内和晶体间的各种界面，如小角 晶界、畴界壁、双晶界面及晶粒间界等。其中的堆 垛层错是指沿晶格内某一平面，质点发生错误堆垛 的现象。如一系列平行的原子面,原来按 ABCABCABC……的顺序成周期性重复地逐层堆垛，如 果在某一层上违反了原来的顺序，如表现为 ABCABCAB│ABCABC……,则在划线处就出现一个堆垛 层错，该处的平面称为层错面。堆垛层错也可看成 晶格沿层错面发生了相对滑移的结果。小角晶界是 晶粒内两部分晶格间不严格平行，以微小角度的偏 差相互拼接而形成的界面。它可以看成是由一系列 位错平行排列而导致的结果。在具有所谓镶嵌构造 的晶格中，各镶嵌块之间的界面就是一些小角晶界。 也有人把晶体中的包裹体等归为晶体缺陷而再分出 一类体缺陷。 • ④体缺陷：体缺陷主要是沉淀相、晶粒内的气孔和 第二相夹杂物等。
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• 晶体结构中质点排列的某种不规则性或不 完善性。又称晶格缺陷。表现为晶体结构 中局部范围内，质点的排布偏离周期性重 复的空间格子规律而出现错乱的现象。根 据错乱排列的展布范围,分为下列3种主要类 型。
• ①点缺陷，只涉及到大约一个原子大小范 围的晶格缺陷。它包括:晶格位置上缺失正 常应有的质点而造成的空位;由于额外的质 点充填晶格空隙而产生的填隙；由杂质成 分的质点替代了晶格中固有成分质点的位 置而引起的替位等（图1）。在类质同象混 晶中替位是一种普遍存在的晶格缺陷。
晶体点缺陷的形成和分类
晶体缺陷
• 在理想完整的晶体中，原子按一定的次序 严格地处在空间有规则的、周期性的格点 上。但在实际的晶体中，由于晶体形成条 件、原子的热运动及其它条件的影响，原 子的排列不可能那样完整和规则，往往存 在偏离了理想晶体结构的区域。这些与完 整周期性点阵结构的偏离就是晶体中的缺 陷，它破坏了晶体的对称性。