| 第2节 点缺陷(6)
对于分子式形如MX离子晶体，须考虑正负离子空位成对出现，二者浓度相等。设正离子空位数为nM，负离子空位数为nX，正离子热力学几率为WM，负离子热力学几率为WX，总热力学几率为两种离子各自的热力学几率相乘而得到，即：W=WM×WX。
仿上经类似推导，可得：
 （5-34）
类似地，对于MX2型晶体，
 （5-35）
 （5-36）
由上面公式可计算任意温度下晶体中热缺陷浓度。对于离子晶体的弗伦克尔缺陷的浓度与温度的关系，都可以用（5-34）式表达。对于肖特基缺陷，其浓度与温度的关系可根据不同的分子式情况分别用式（5-34）、式（5-35）和式（5-36）表达。
对于弗伦克尔缺陷，正离子缺陷和负离子缺陷生成难易程度不同，分别有各自的生成能，必须分别计算，各自的浓度可能差别很大。对于肖特基缺陷，正负离子空位必然同时成对出现，情况比较简单，生成能只有一个，算出一种离子的空位浓度后，另一种离子的空位浓度计算比较简单。
缺陷浓度公式表明，热缺陷浓度随温度升高而呈指数增加，随缺陷形成能升高而呈指数下降。不同物质的缺陷形成能DGf，可查相关数据手册，表5-3仅列出了一部分晶体的缺陷生成能。从表5-4可以看出，如果缺陷生成能为2eV，当温度从298K升高到1000K时，缺陷浓度提高了将近12个数量级；如果保持温度为1000K，当缺陷生成能从6eV下降到2eV，缺陷浓度将增加10个数量级。从表还可以看出，即使缺陷生成能低至1eV，而温度高达2000K时，晶体中的缺陷浓度也不过在10-2数量级。
不同类型的缺陷、不同晶体中的缺陷，浓度往往可相差很大，主要是ΔGf不同所致，与结构类型、质点大小、离子极化率等性质有关。
|
