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 raggiungerei alba concentrazione

Concentrazione difetti

se T > 0 K → G è un minimo per una concentrazioneη0 di difetti massimaleS = 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) dallo
• udacorni ⟶ 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 Nointerstiziale = 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 chimicas → Sito reticolare occupato dalla specie    • M_P → atomo    • V → vacanza    • M_i → sito interstizialeC → 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 volumeTipo di difetti ionici che altera coordinazione e raggi ioniciV_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_sassumendo di datar il coefficiente binomialew_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 - mΔ_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 SchottkyΔG = 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 = 0dmsΔHs = 2kT ∂ { Wen_d - (U - ms)em (m) - ms em m)dmsΔHt = 2kT - {en_l N (ms + 1) =0ΔH1> 2kT (ln (N - ms))ms

Se difetti non pari

ms

Nm

Nm ≈ 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

defetti a gradino

migliorano la con

l'effetto è il meccanismo

per atomi A graduata a non de Btttt di th=mm

proc con Il elettronemagn 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

actimio

alogomenti

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 calha

moto grande

sin: UD₂, SrF₂

difetti cristallini

cristallo C/A → in cui atom A e B si scambiano

molto comune nelle leghe metalliche

A_C x

G_A •

difetti esterici: dopings

addizione 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 Alc

es doppiaggio di Mg con Al₂O₃:

3MgO

Al₂O₃ + 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:

• Mg
• O
• O

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 cubicatemperatura di line

centri di colore

intrappoiamento del + e -→ nelle lacane (ioniche)

es. un catione fa → nel metallo nella bua di perminale

• generatore aggiungevano un atomo di
• elettromo 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 FrenkelOssigeni con carattere covalente => difetti di Frenkel favoriti

Composti non stocchiometrici

Si ritrovano nel numero variabile interno agli aumenti Ossidi ⇒ in presenza di Ogasoso 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 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 liberta

  lo 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 part

  dov'é puntole.

  componente Entraccia e Costit*ziona concentrazione di equilibrio plausibilt's di configurazione.

  Si proncia dipemla statura - di piufinale movete cl* del depriazione orlostatuta be tule iplart.

  meccan. comparen ortoc meccanismo comparre titl* legami.

  Le onde mecha non mianco non dislocazione Il quad D

  E_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 penveltempre

  di poste ciaso...

  relazione delta dislocazion & oltresta.

  Ecacciagione deformin dislocazoen (campo comprimisco) o liquidi di deformazione e all ipli tamescicano

  e tatità alte allanvire.

  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