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弗伦克尔缺陷

指数 弗伦克尔缺陷

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。.

目录

  1. 12 关系: 原子离子离子晶体物理学家黄昆間隙缺陷肖特基缺陷苏联雅科夫·弗伦克尔氯化钠晶体晶格空位

  2. 晶体缺陷

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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离子晶体

离子晶体指的是内部的离子由离子键互相结合的固态物质。.

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物理学家

物理學家是指受物理學訓練、並以探索物質世界的組成和運行規律(即物理學)為目的科學家。研究範疇可細至構成一般物質的微細粒子,大至宇宙的整體,不同的範圍都會有相對的專家。對應於物理學分為理論物理學和實驗物理學,物理学家也可以分為理論物理學家和實驗物理學家。物理學中理論和實驗都是必不可缺的组成部分,所以有时候這樣的分類很難界定,只不過在一個物理學家更偏重理論的情况下,被稱為理論物理學家的例子包括爱因斯坦、海森堡、狄拉克、埃爾溫·薛丁格、尼爾斯·波耳、楊振寧等;而若偏重實驗,則稱為實驗物理學家,例如艾薩克·牛頓、法拉第、亨利·貝克勒、尼古拉·特斯拉、馬克斯·馮·勞厄、約瑟夫·湯姆森、歐內斯特·勞倫斯、吳健雄、威廉·肖克利、朱棣文等。.

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黄昆

昆(),中国著名物理学家、中国固体物理学和半导体物理学的奠基人之一、中国科学院院士、第三世界科学院院士,北京大学教授。2001年度中華人民共和國國家最高科學技術獎获得者。.

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間隙缺陷

間隙缺陷是點缺陷的一種,指代的是一個原子佔據了晶體晶格中本不應該存在原子的位置,或是兩個或者更多的原子共同分享一個或者多個晶格格位,但這些原子的數量總是大於其所佔的晶格格位數。間隙缺陷一般屬於晶體中高能量的構型。P.

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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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苏联

苏维埃社会主义共和国联盟( ),简称苏联(),是一個存在於1922年至1991年的聯邦制社會主義國家,也是當時世界上土地面積最大的國家,佔有東歐的大部分,以及幾乎整個中亞和北亞;陸地與挪威、芬蘭、波蘭、捷克斯洛伐克、匈牙利、羅馬尼亞、土耳其、伊朗、阿富汗、中国、蒙古及朝鮮接壤;而與瑞典、日本、美國及加拿大隔海相望。 蘇聯起源自1917年的俄國革命,俄羅斯帝國的沙皇政府被推翻後,臨時政府成立,但僅執政了不到8個月,布爾什維克便很快從臨時政府手中奪取政權並於選舉後武力解散俄國立憲會議,史稱十月革命及一月劇變;之後俄國發生內戰,布尔什维克党領導的紅軍擊敗了白軍以及協約國的武裝干涉。1922年12月,俄羅斯、白俄羅斯、烏克蘭和外高加索等蘇維埃社會主義共和國合併,成立首個以社會主義為理念的國家——蘇聯。 第一任蘇聯領導人弗拉基米尔·列宁於1924年去世後,约瑟夫·斯大林從一連串的權力鬥爭中勝出,取得了領導權。斯大林以計劃經濟作保障,在歐美經濟危機期間推行驚人的大規模重工業化,但也進行多次大清洗,導致逾百萬人在政治鬥爭中被整肅或被殺。第二次世界大戰中,蘇聯先是与纳粹德国结盟,於1939年和德國共同瓜分了波蘭、将波罗的海国家纳入版图、割占罗马尼亚领土,将流亡苏联的德国政治难民交还纳粹判決。不過很快兩者關係破裂,1941年6月22日,苏联遭到德國等軸心國入侵,歷經了4年激烈的戰事後取得了勝利,與美國一同成為當時世界上最強大的兩個國家,被稱為超級大國,同時因出兵击退入侵德军,并得以控制了東歐大部分國家。 蘇聯而後與衛星國組成的華沙条約組織(華約),與以美國為首的北大西洋公約組織(北約)對峙,這兩大軍事集團在冷戰時期於全世界展開意識形態的對立和政治鬥爭,但在1980年代初期,石油以及初級資源價格回落,此時的蘇聯大力施行福利國家政策,致经济增长速度变慢,加上政治欠乏改革,基本的人民自由也陷入壓抑,苏联的国力已经落后于美国。 在1980年代末,蘇聯領導人米哈伊爾·戈爾巴喬夫試圖進行改革政策,將國家自由化和民主化,放寬對東歐等其他衛星國的控制,却导致蘇聯在1991年解體,在政治斗争中获胜的葉爾欽所領導的俄羅斯聯邦繼承了蘇聯主要的軍事、經濟和國際地位,但人口損失近半的情況下,蘇聯建立的紅色秩序已經不復存在。 儘管苏联宪法規範苏联是一個联邦制国家,由15个平等权利的苏维埃社会主义共和国(加盟共和国)按照自愿联合的原则组成,但其联邦特性不高,因為中央政府權力高度集中,並奉行世界上第一個完全的社會主義制度及計劃經濟政策,由蘇聯共產黨一黨執政。在1945年苏联16个加盟共和国中应有2个(乌克兰、白俄罗斯)应作为联合国创始会员国,因为苏联是联邦制国家,所以苏联在联合国历史上是唯一一个“一国三票”的主权国家。.

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雅科夫·弗伦克尔

雅科夫·伊里奇·弗伦克尔(Яков Ильич Френкель,)是一位苏联物理学家,以其在凝聚体物理学领域的成就闻名于世。.

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氯化钠

氯化钠(化学式:NaCl),是一种离子化合物。钠离子和氯离子的原子质量分别为22.99和35.45g/mol。也就是说100g的氯化钠中含有39.34 g的钠和 60.66 g的氯。氯化钠是海水中盐分的主要组成部分,它的存在也使得海水有其特有的咸味苦味。氯化钠也是细胞外液的主要盐类,0.9%的氯化鈉水溶液俗称为生理盐水。其可食用的形态是食盐的主要成分,多用于食物的调味和保存。 在工業中,主要用于制造氢氧化钠和氯以及应用于聚氯乙烯、塑料、木浆(紙漿)等許多其他產品的生产过程。由于它可以降低水的冰点,偶尔也用于解冻冰冻的路面。.

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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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晶格空位

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。.

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另见

晶体缺陷