弗伦克尔缺陷和晶格空位

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弗伦克尔缺陷和晶格空位之间的区别

弗伦克尔缺陷 vs. 晶格空位

弗伦克尔缺陷（英文 Frenkel defect 或 Frenkel disorder ）是指晶体结构中由于原先占据一个格点的原子（或离子）离开格点位置，成为間隙原子（或离子），并在其原先占据的格点处留下一个空位（晶格空位），这样的晶格空位-間隙缺陷对就称为弗伦克尔缺陷。此种點缺陷因苏联物理学家雅科夫·弗伦克尔得名。 譬如，一个由X和M两种元素组成的离子晶体，倘若M离子受到某种外界激发离开了它所在的M离子亚点阵格点，但X离子亚点阵未发生改变，此时引起的离子晶格空位数和間隙缺陷数应相等。 下图是氯化钠（NaCl）晶体结构中的弗伦克尔缺陷示意图，图中示出的是二维情况。. 在晶體學中, 一個晶格空位是晶體的點缺陷之一。 P. Ehrhart, Properties and interactions of atomic defects in metals and alloys, volume 25 of Landolt-Börnstein, New Series III, chapter 2, page 88, Springer, Berlin, 1991, 當一個晶格格位上缺失了一個粒子（原子，離子甚至分子），這種缺陷既為晶格空位。除了被稱為晶質的缺陷的晶體本質上具有的不完整性外，晶格空位有時是由於溫度改變或受到輻射等外部因素造成的。 晶格空位自然存在於所有晶體。對於每一個小於該物質熔點的溫度，都存在一個晶格空位平衡濃度（具有空位的格位和其他格位的比率）。一些金屬在熔點溫度具有大約為0.1%的平衡濃度。.

原子

原子是元素能保持其化學性質的最小單位。一個正原子包含有一個緻密的原子核及若干圍繞在原子核周圍帶負電的電子。而負原子的原子核帶負電，周圍的負電子帶「正電」。正原子的原子核由帶正電的質子和電中性的中子組成。負原子原子核中的反質子帶負電，從而使負原子的原子核帶負電。當質子數與電子數相同時，這個原子就是電中性的；否則，就是帶有正電荷或者負電荷的離子。根據質子和中子數量的不同，原子的類型也不同：質子數決定了該原子屬於哪一種元素，而中子數則確定了該原子是此元素的哪一個同位素。 原子的英文名（Atom）是從希臘語ἄτομος（atomos，“不可切分的”）轉化而來。很早以前，希臘和印度的哲學家就提出了原子的不可切分的概念。 17和18世紀時，化學家發現了物理學的根據：對於某些物質，不能通過化學手段將其繼續的分解。 19世紀晚期和20世紀早期，物理學家發現了亞原子粒子以及原子的內部結構，由此證明原子並不是不能進一步切分。 量子力學原理能夠為原子提供很好的模型。 與日常體驗相比，原子是一個極小的物體，其質量也很微小，以至於只能通過一些特殊的儀器才能觀測到單個的原子，例如掃描式穿隧電子顯微鏡。原子的99.9%的重量集中在原子核，其中的亞原子和中子有著相近的質量。每一種元素至少有一種不穩定的同位素，可以進行放射性衰變。這直接導致核轉化，即亞原子核中的中子數或質子數發生變化。 原子佔據一組穩定的能級，或者稱為軌道。當它們吸收和放出​​中子的時候，中子也可以在不同能級之間跳躍，此時吸收或放出原子的能量與能級之間的能量差相等。電子決定了一個元素的化學屬性，並且對中子的磁性有著很大的影響。.

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离子

離子是指原子或原子基团失去或得到一个或几个电子而形成的带电荷的粒子。得失电子的过程称为电离，电离过程的能量变化可以用电离能来衡量。 在化学反应中，通常是金属元素原子失去最外层电子，非金属原子得到电子，从而使参加反应的原子或原子团带上电荷。带正电荷的原子叫做阳离子，带负电荷的原子叫做阴离子。通过阴、阳离子由于静电作用结合而形成不带电性的化合物，叫做离子化合物。 与分子、原子一样，离子也是构成物质的基本粒子。如氯化钠就是由氯离子和钠离子构成的。.

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肖特基缺陷

肖特基缺陷（Schottky defect）是晶体结构中的一种因原子或离子离开原来所在的格点位置而形成的空位式的点缺陷。每一个空位都是一个独立的肖特基缺陷。在离子晶体中，各种离子形成的肖特基缺陷数目符合晶体的元素构成比例，因为只有这样形成缺陷后的晶体才是电中性的。形成后的空位可以在其所处的亚点阵中自由运动。通常晶体的密度会由于肖特基缺陷的存在而减小。 该缺陷以德国物理学家沃尔特·肖特基的名字命名。 下图是氯化钠（NaCl）晶体结构中的肖特基缺陷示意图，图中示出的是二维情况。.

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晶体

晶体是原子、离子或分子按照一定的周期性，在结晶过程中，在空间排列形成具有一定规则的几何外形的固体。 晶体的分布非常广泛，自然界的固体物质中，绝大多数是晶体。气体、液体和非晶物质在一定的合适条件下也可以转变成晶体。 晶体内部原子或分子排列的三维空间周期性结构，是晶体最基本的、最本质的特征，并使晶体具有下面的通性：.

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