Difetti nei solidi

Difetti nei solidi

Nella realtà i solidi non sono ideali:

• Impurità
• Difetti strutturali (intrinseci e reticolari cristallini)
• Difetti elettronici (elettroni e lacune)

Difettivi: utili per modificare le proprietà.

Difetti ⇐ termicamente ⇒ non termicamente (presenza di deformazioni reticolari).

Difetti locali (0D).

Difetti lineari (1D, 2D, 3D).

I difetti tendono a minimizzare interagendo con configurazioni di minima energia nelle zone circostanti.

I difetti danno entropia ideale termodinamico per un sistema a T e/o K.

Termodinamicamente un solido difettuale è instabile.

I difetti hanno punti di accumulo di energia (effetto entalpico) non è guadagno termico ed elastico.

i.e. le lacune non possono andare in movimenti siti regolari.

G = H - TS.

Azione microbico errente per bassa diffusità (motori alti: equivalenti) tempi per raggiungere i alba concentrazione.

Concentrazione difetti

Se T > 0 K → G è un minimo per una concentrazione η0 di difetti massimale.

S = incremento è temperatura E concentrazione dei difetti aumenta.

Tipi di difetti

alcolgoggio ⟶ sostituzionale.

alcolgoggio ⟶ interstiziale.

Portatori di carica ⟶ (e- , h+).

Al ordine di chimico tipico nei materiali ionica E per composti intermetallici.

ottacoli ⟶ (parti di lavoro) al(n) dallou.

dacorni ⟶ al nei metalli, solo in solidi completamente ionica.

Centri di carone (t + e +↔ intrappolamento e carenze.

Difettori di vacanze ⟶ possono dove transizioni ottime.

Difetti coppia ⟶ spacialotto per le vacuni segature Schottky Frenzel Anti-Frenkel.

anti-deforazioni ⟶ difetti elemanti.

corda e un plutografi ⟶ difetti penali:

couparto ⟶ dislarghi al margine superficie.

Difetti commettono deformazioni alla Solida.

Difetti nei solidi

Nella realtà i solidi non sono ideali:

• Impurità
• Difetti strutturali (intrinseci e extrinseci)
• Difetti di dimensionalità (superf.) alternare con Meccanochimica ed. doping

Difettività = utile per modificare le proprietà.

Difetti puntiformi ↔ variamo No interstiziale = non deterministico.

Difetti planari (2D).

Difetti lineari (1D, 2D, 3D).

I difetti tendono a minimizzare interagire configurazione di minima energia nelle zone circostanti.

↔ Il calcolo della termodinamica per un sistema è F=U-TS:

Termodinamicamente un solido difettuale è stabile.

I difetti non possono accumulo di energia (effetto entalpico) non n guadagnarli.

G = H-TS.

Temperatura elevatamente per bassi difetti (modelli Alli equivalente) tende poi a saturarsi ad alte concentrazioni.

Concentrazione difetti

Se ↓ OK G, Δμ minimizza per una concentrazione di difetti massimale.

Se ↔ aumento e temperatura → de concentrazione dei difetti aumenta.

Tipi di difetti

alocoggio: sostituzionale.

alocoggio: inserzionale.

Vacanze di cationi (e↔n ↔).

Solubilità di antiottosite → tipo nei materiali ionico Z per composti intermetallici (origine fatt di lascia) ♃ Yu. So.

vacanze → Ai nei materiali ↔ crea in socal caomenici e ionici.

Centri di colore (e↔ e →+ ↔) → · insasporabile carompo.

Dislocazioni di vacanze: possono dove transizioni chimiche.

Difetti compio: scopulata per gasmi policuiture Schottky, Frenkel, Amp-Frenkel.

al Seco Scioni → difetti eirenaci.

corda ci entropoclogalica → difetti pesanti:

geometic → difetti di superficie.

superficie → Difetti comportano deformazioni del Solido.

Notazione dei difetti di Kröger-Vink

M → Numero atomico della specie chimica.

s → Sito reticolare occupato dalla specie.

• M_P → atomo
• V → vacanza
• M_i → sito interstiziale

C → Carica col pedice.

• x → carica neutra
• • → carica positiva
• ' → carica negativa

Difetti di Schottky

Mancano une coppia di ioni nei siti della lamina.

Neutralità di carica.

Sbalzamento di volume.

Tipo di difetti ionici che altera coordinazione e raggi ionici.

V_MV_AV_sV'_ce.

Orientamento di difetti da un punto di vista termodinamico

sella ionica A/B → N_A - n_s → n_s siti reticolari N_B → n_s, N_S = N_A + n_s.

S = k_B n_s → k_B (W_C/W_R) → entropia configurazionale e numero di configurazioni associabili alla configurazione macroscopica/numero delle configurazioni possibili.

I.e numero di configurazioni equivalenti di atomi su una dato numero di vacanze n_s assumendo di datar il coefficiente binomiale.

w_avanti, w_indietro (U-m_s) !/m_s !

Assumendo che l'entropia del moto di spostamento localizzato tra pari e zero.

Δ_s = k_B (N - N)(N - m_s) ! / m_s !

Δ = 2 k_B ln →(N - m_s) ! / m_s !

Supponendo che n_s è molto grande → approssimazione di Stirling 2m N - m_s ln N - m.

Δ_s = 2 k_B [(U - N) - ms Inm (U - ms)] - ms Inm m/

ΔG = ΔH - TΔS.

ΔH è cono entalpio per fare ms coppie di Schottky.

ΔG = m_s ΔH - 2 kT (k_2 kT) In(endi (U - ms), em (U - msm) ms cc_n(m) In condizione di equilibrio alla temperatura t, → ΔG = 0dms.

ΔHs = 2kT ∂ { Wen_d - (U - ms)em (m) - ms em m)dms.

ΔHt = 2kT - {en_l N (ms + 1) =0.

ΔH1> 2kT (ln (N - ms))ms.

Se difetti non pari msNmNm ≈ N e^-ΔH/kT ↔ per atomo.

Nm ≈ N e^-ΔHs/2RT ↔ per mole.

ΔH ≈ 3/10 Δo ~ 1eV per un difetto compatibile al valore del legame chimico.

Per ΔH ≈ 5·10^-19 T = 300K T ≈ 1000K Ns ~ 10^-15 Ns ~ 10^-5 bassissimo basso.

CaO LiCo, NiCe monovalenti oligovolenti Ns/E legame chimico dipende dalla carica.

cercando una accanto: Schottky atomi a gradino difetti a gradino migliorano la con l'effetto è il meccanismo per atomi A graduata a non de Btttt di th=mmproc con Il elettrone magn si meno carico negativit-non accompagna di carica.

Si aumenta la temperatura o l'aumento delle vacanze di N ha una migrazione degli ioni.

Difetti di Frenkel

occupata da un catione/l'anione che va dalla posizione ordinaria a-anionico ↔ anti-Frenkel cationico Frenkel.

tipico di strutture con volume B di unità unita e il catione è piccole.

es: AgCl AgF Ag maggiore propensiona della coodinazione V_A ↔ Ag_i: per tetratodale (tetracodale) probabilmente il rincambiamento di carica ⇒ in questo la regola actimioalogomenti.

ΔH ≈ 5/C · 10^-19 elettro-chemia.

ΔH ≈ 12·10^-19 carico combinazione del picco Ns più grande aluminia/gomla (Ag-gomla, Nd-maeglo) carico dualigi combinata della proporzione coldo:

Carica parziale cresce dei minomi rispetto a quella su di tracce nulla a.

Disputi di Frenkel dominazione alla struttura trempabile minici e pic con lidii (actimmici vici disponibili).

anti-Frenkel ↔ (anioni) Piometric → intercalare al cemento della calhamoto grande.

sin: UD₂, SrF₂ difetti cristallini cristallo C/A → in cui atom A e B si scambiano molto comune nelle leghe metalliche A_C xG_A •

Difetti esterici e doping

difetti esterici: doping saddizione dall'esterno di electronici.

Separazione solo all'interno.

Meccanismi attivi modificare elettrico e comportamento delle luci.

aggiunta dei metalli fra Al Si modifica il distributore anionico con meccanismi come l'interazione ad Alces doppiaggio di Mg con Al₂O₃:

3MgOAl₂O₃ + 3 → 2Al_X + 3O^X + V_Y^Z re di verione e di decise.

Ad menl pkg o merititi O.

Nel caso di cationi in terre mèricci elett: MgOO.

Nel caso del cationi in Ecc. ma ammettrici intercambiabli ct mateneb anson i in accem: formazione di vacanze indotte da impurizzes.

Zirconia = mistura dalla fluotite.

ZrO₂ doppaggio con CaO → Ca^Z + O_I → V^O monoconda (2.9) → tetragonale (2) (234) → cubica (265) fisione (zdo2 puro).

(ZS2) → Zirconia stabilizzata con stronzio.

(YSZ) Zirconia stabilizzata con ittrio curinato paretta stabilizzazione da membran cubica temperatura di line.

Centri di colore

centri di colore intrappoiamento del + e - → nelle lacane (ioniche).

es. un catione fa → nel metallo nella bua di perminale generatore aggiungevano un atomo dielettromo nella schiere, Ne cresce elettrico al desdo dimensioni della pura determ nate elett polvicole acconsabiltia → hanno transizioni.

se impura al medio non Simprove il medi generate rusam eco due por cicalini un corpo attraverato l'eletcrico che èra nella CB Oppure A ei respongibilla CB on alda retanze ie’c elementum.

2Ce³⁺ -> Ce₂ 2 V_{•• O} + 2◻ nella CB Al crescere forma meno del vetrio.

Amp;Ig>I => struttura della wurtzite => minore energia di formazione dei difetti b(i Frenkel.

Ossigeni con carattere covalente => difetti di Frenkel favoriti.

Composti non stocchiometrici

Composti non stocchiometrici Si ritrovano nel numero variabile interno agli aumenti Ossidi ⇒ in presenza di O gasoso Vanno a dare opere senza potenziale chimico dell’ O₂ gasoso U di carico di pressione di O₂ e delle T temperatura Ossidamento di O₂ da parte dell’ossido.

In aumento gasoso passivo Emulsione di O₂ da parte dell’ossido ⇒ Immodificato ⇒ Tutti Ossidi con elementi di transizione che possono cambiare lo stato di ossidazione.

A seconda della elettronegatività del metallo al decadere determino attività di ossidazione variabile la loro di:

• Yttrio, O /liliFesub2 ≤ /sub ⇒ stato di ossidazione più stabile e maggione di Z/liliIndice stoe factor immobile = Abbondanza maggiore /liliEs. TiOsub2-x/sub ↔ massimo stato di ossidazione/li/ulpFerride:Fesub2/sub≤ + Cdsup3+/sup Vsup++/sup O/pp◊ A dipos. di zuccheri che tendono al crescente zucchero/ppMonossido di titatio: intervallo Ti di gas = Ti Osub1.25/sub/ppAtruisce TiOsub4/sub ottenuto poter essere quello del Nada/ppFre infranto potenzio la vacanze litriolato interno do br Consentrante e cationiche )EnJ mimpo compodere/ppIpergraziamenti dei catti/ppNe alterando N popolo rimier con vacanze/ppIn una Otottavo vacanza completamente actirete/pulliIn ferisce la colieniche/liliCondotto electronic ve motocondizione egsubl/sub hoe/liliN airatura lone con egsubl/sub eg /li/ulpBanda semipiena br Orbitali ⇒ assicondare na verne o originiano le, banda br te − modo mobile/ppRuote: TiOsub2/sub ⇒ non stòchiometricieo/pulliNon patenze e vacanze di o br (la cama toga di o ossidazione instabile anche 3x )/liliIn aumento di ossigeno nell’ Osub2/sub non gottavi di Va/li/ulpOsub2-/sub O=sub2-/sub Ce Vsup2;/sup + 2esubg/sub + 4Hsub2/subO br brSinteca potazionica e canica (e)/pp⇐subp/sub Al creano livelli donare del Ti/ppParnea e uselli ruoti br hamming caratteri 3d br del Ti.

Orbitali d e Ksub+/sub

non formano facilmente una banda perché la carica media.

densamente carica assume una configurazione.

50%………………… del metallo (fosca Csub6/sub).

per elettroni hanno meglio orbitale ad Ksub4o/sub e diventano 3sub+6/sub K.

Possibile meccanismo di accompagnaamento della stocichiometria di un metramato

Osup1/sup come l'o e una cosa meno e basica 2esup-/sup/ppPsub2/sub:

• 1sup+/sup carica Hsub2/sub/liliOsub2/sub/li/ul

Eccesso di ossibene

assente metatta Maac.

materiale semimetorico.

2 e.

Monossidi

• Co e Dl: struttura NaCe/li/ul

Conducibilità elettronica

tende a minima perche le Zm Oxes coltto l'e orbitale piu staimile.

Popolamento della banda dipendente dal numero di elettroni di Valenza

dsup2/sup T dsup2/sup Nbsub2/subO dsup10/sup 2nO sub6/sub (teragonale).

Comportamento umetallico/u banda a metà popolata br è umetallo/u br è rende un comportamente unon metallico/u br semiconducitore br uscarsa coordinazione di Altiè/u.

Estrazione di difetti per eliminare l'energia del bordo.

Agli stati d'orbitale possono interagire in maniera Coulombiana br effetto coulombiano crea composti elettroneticare di questi br difettuose varie forze orbitals dette dimerizzazione.

udisproporzione/u decomposizione del comportamento mercato del metallo br uvede hardening/u (incestamento) br nel breve periodo. Non si creano tante diracatione br questi elettroni vibrano con direzionale di bordo e il metallo.

• uutile a spigole/u individua zone di una tension zone atomica
• uLigano/u termina lato del piano = Reazione (Ligano mancano)
• Sottore di bulgare: vettore che ciè le comunica il difficilato introdotta br dalla disloccazione (autocoordinazione) br e spostandosi un parallelo al bordo br (vetta molecolare) più in alto in comitato che br quello al sistema.
• Se il materiale non è perfetto non si trova di punto di potenzio. br Il vettore ritorna in se o punto iniziale con br quello finale è il vettore di Burgos.

sin uno di dislocazione a gole = è da deformazione br prima possiamo ricalco traslazione br in una direzione d utile. Si è da dislocazione.

Una parte al toggi termini e eponimi mentre si gomma dette br (campo elettive) br e la bespreken invio il nuovo fino ann/>sulle mancipio e + in nei la borro sicuro electro.

Ricavare il materiale perfetto appare quello che elimina difetti rimane più conforme al equilibrio termo razionale conforme a ricezione libertalo presenta al difrazione piego pastore meccanica inferiore quando legami emergono nulla temper resiste per giatte attese canali inferiore spato a ricezione difettosa legale all'interfacc atta due partdov'é puntole.componente Entraccia e Costit*ziona concentrazione di equilibrio plausibilt's di configurazione.

Si proncia dipemla statura - di piu finale movete cl* del depriazione orlostatuta be tule iplart.meccan. comparen ortoc meccanismo comparre titl* legami.

Le onde mecha non mianco non dislocazione Il quad DE_a l_b² Nelle dire Jor ad orto improvomenzo brio il piccic accenerj mioco origgramento ampi conavanon planico.

Nikolizraznon in arred della commozar recabro dico planato Emmaf recuriosa nel diagmenato dislocamente ossidica.

Dislocazioni o vite v ed. diureto al bugero b dislocazone.

Moscorron v voluzione Pianato* mi cono una colo ghiera tali S$Nescande negozio e mazcolritichi ranye mod caso eccaccarme precari arcera dislocazoen.

Mosdirmento Duc dislocan Antonial polon Liquidirrabone e penveltempredi poste ciaso...relazione delta dislocazion & oltresta.

Ecacciagione deformin dislocazoen (campo comprimisco) o liquidi di deformazione e all ipli tamescicanoe tatità alte allanvire.

Difetti reticolari

Difetti reticolari Difetti stoicheometrici (Schottky, Frenkel).

Numero di Schottky.

Dipende da: raggio e carica degli ioni, tipo cristallino (pacchetto), difetto di impaccamento in cui il potenziale termina → inversioni di piani.

Def.: difetti di impaccamento possono interagire come le vacanze piani, creando delle nuove, con molte vacanze.

Interact: sono vacanze all’ordine → la bassa energia al piano indendo aggiuntiva da linee → si forma una traccia pacchetto e linea dislocazione ai spigoli.

Piccola pressione dal bordo all’altro (energia del bordo la scorretta).

Difetti stoichiometrici non Mackinnonite

Analisi del tipo x - x3 (specie id ⁺ abcd) → struttura del tutto (abbazada), TiO2x → struttura del ReO.

In stato di ossidazione tendono a riempire propondo ossigeno.

Vacante di ossigeno → interagiscono e tendono ad allinearsi lungo 101/403 direcente (uccamento e quale dipende dal numero).

Combinamento oltre a comunità di delimitati.

Combustione dolce: ins:arma a conduttore tipo_l nello strattura astrale non possono essere pericici se modo si lancia.

EDS: - 1-3 complessi/molni vedi si ilompiano legami EDS₅ → 1 compani, 1 rebel e conduce deforme/conduillette.

Difetti in tassello 5 cavità → traccia di ossidi Addizione di calimetrici /tricolaroigrafo → stranza electrolictsimo Empota di organismi.

Specie, difetto random nel nede considerate compre noto diatore ben defintite e langue direzione ben despothe.

Campione condensano conduamente queste attempittive ex TiO₄ → a bassa temperatura.

Struttura ReO₃ deforme (come nelle cubica perovsuit).

Diventa ortorombica a basse temperature senza elettrone centrale.

Intercettare parametri

Per appareducire il potassio modi apasi urcit in → ins/atana degli statodini (titrannoja) ci accumulano altrotate dellaite.

Patomic sci sono dei metallici in hemi di varietà (scinisc calasicci di flolecza) → b hagnol di tungatstro ergonolle.

Si vento se man punto in cui interacco re paronio.

Sreno va none il materia con ir rezionali mano.

Intercettare parametrici

Tipica di struture mastro aperte in perovskit.

Ussibile molte Amast wintouch K intercalato come muntacono pule un eletron → comebo di codor trascendare cheop transport di transporte, ecc bario, bario.