Дефект по Френкелю

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Бездефектный кристалл NaCl
Дефект по Френкелю в кристалле NaCl

Дефе́кт по Фре́нкелю (пара Френкеля) — точечный дефект кристалла, представляющий собой пару, состоящую из вакансии и междоузельного атома (иона). Образуется в результате перемещения атома (иона) из узла кристаллической решётки в междоузлие, то есть в такое положение, которое в идеальной решётке атомы (ионы) не занимают[1][2]. Назван по имени Я. И. Френкеля, впервые развившего представления о механизме образования термодинамически равновесных точечных дефектов[3].

Возникают в результате нагрева кристаллов, а также при облучении кристаллов потоками частиц или высокоэнергичными квантами электромагнитного излучения.

При нагреве кристалла возрастает количество атомов, обладающих кинетической энергией, достаточной для выхода из узла решётки, соответственно возрастает и количество дефектов по Френкелю. Их равновесную концентрацию n, соответствующую температуре кристалла T, можно оценить по формуле[4]

n \approx \sqrt{N N^\prime} \exp(-\Delta E/2kT),

где N и N^\prime — концентрации узлов и междоузельных положений соответственно, \Delta E — энергия, необходимая для перемещения атома из узла решётки в междоузлие, kпостоянная Больцмана.

В кристаллах с большими межатомными промежутками дефекты по Френкелю возникают с большей вероятностью, чем в плотноупакованных кристаллах. Так, они типичны для чистых кристаллов галогенидов серебра. В отличие от дефектов по Шоттки их образование не влияет на плотность кристалла, поскольку миграция иона не приводит ни к изменению объёма, ни к изменению массы кристалла[2][4].

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Машовец Т. В. Френкеля пара // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5 Стробоскопические приборы — Яркость. — 760 с. — ISBN 5-85270-101-7
  2. 1 2 Павлов П. В., Хохлов А. Ф. Физика твердого тела. — М.: Высшая школа, 2000. — 494 с. — ISBN 5-06-003770-3
  3. Тамм И. Е. Яков Ильич Френкель // Успехи физических наук. — 1962. — Т. LXXVI. — № 3. — С. 414.
  4. 1 2 Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. — М.: Наука, 1978. — 792 с.