Bərk ciSİMLƏRDƏ defektləR

BƏRK CİSİMLƏRDƏ DEFEKTLƏR

Qəfəsin mükəmməliyinə görə bütün kristallar ideal və real ;tərkibinə görə isə stexiometrik və qeyri-stexiometrik olmaqla iki yerə bölünürlər.Rentgen quruluş analizindən (1912) sonra isbat olundu ki,hissəciklər bütün kristallarda dövrü olaraq koordinat oxu (x,y,z) üzrə ardıcıl və nizamlı paylanır.İdeal kristallarda hissəciklər elə yerləşir ki,onların potensial enerjisi minimum olsun.Bu o halda mümkündür ki,atomun ətrafında olan yaxın qonşu atomlar ümumiyyətlə bütün kristallarda olan atomlar nizamlı düzülsünlər.İdeal kristallarda kütlə kimyəvi tərkibə ,kimyəvi formulaya uyğun gəlir,belə kristallar tərkibcə stexiometrik kristallar adlanır.İdeal kristallardan fərqli olaraq real və defektli kristallarda kristal qəfəsdə və tərkibdə pozuntular olur.Real kristallarda heç də bütün atom və ya vakant yerlər minimum potensial enerjinin tələbini ödəmir.Buna görə də yaxın və uzaq nizamlanma pozulur.Real kristallar tərkibinə görə stexiometrik və qeyri-stexiometrik ola bilər.

1926-ci ildə Frenkel (Sovet alimi) qələvi metalların halogenli birləşmələrin kristallarının elektrik keçiriciliyini öyrənərkən kənara çıxmalar müşahidə etmiş və kənara çıxmanı kristal qəfəsin düyünləri arasında atomların olması ilə izah etmişdir.Frenkelin mülahizəsinə görə kristalda ionların az bir hissəsi özünün normal yerini tərk edib kristal qəfəsin düyünləri arasına keçir və kristalda vakansiya əmələ gəlir.İonların elektrik sahəsində yerdəyişməsi boş yerlərin (vakansiyaların)hərəkəti ilə əlaqədardir.1930-cu ildə alman alimi Şottiki Frenkelin ideyasını inkişaf etdirərək belə mülahizə etmişdir ki,vakansiya əmələ gələrkən kristal qəfəsdə boş kationların sayı boş anionların sayına bərabər olmalıdır.Beləliklə stexiometrik tərkibdə olan real kristallarda iki tip quruluş defekti:Şottiki və Frenkelə görə defekt olur.Həmin defektlər onların şərafinə Şottoki və Frenkel defekti adlanır.Bərk cisimlərdə bütün defektlərin növünü müəyyən etmək üçün ən əlveriçli nümunə kimi qələvi metalların hallogenli birləşmələrindən istifadə edirlər.Qələvi metalların halogenli birləşmələrində ion keçiriciliyini ölçməklə vakansiyanın (boş yerlərini) qatılığını müəyyən etmək olur.Bu onunla əlaqədardır ki,bu duzların yüksək səviyyədə təkmil monokristalını almaq mümkündür,onların optik xassəsi asan tədqiq olunur,bu duzların kristal quruluşunda süni surətdə defekt yaratmaq olur və s.

NaCl kristalını natrium buxarında qızdırmaqla kristalda Na metalının miqdarını artırmaq və ya xlor qazı mühitində qızdırıb xlor ionunun miqdarını artırmaq üsullarla kristalda defekt yaratmaq olur.Maddənin təcrübi yol ilə alınmış sıxlığını qəfəs parametrlərinə görə hesablanmış sıxlığı ilə (rentgen sıxlığına görə) müqayisə etməklə kristalda defekti hesablamaq olur.Məsələn,bu üsul ilə AgCl və AgBr kristallarında defektin qatılığı uyğun olaraq 22∙10^-5 və 8∙10^-8 atom/sm³ olduğu müəyyən edilmişdir.Bərk cisimlərin bir çox vacib fiziki xassəsi onda olan defektlərin olması ilə izah olunur.

Sərbəst elektronlar (n) və deşiklər (p) bütöv kristalda hərəkət edərək kristalın ideal kristal quruluşunu pozur.Sərbəst elektron kristalda paylayıcı mərkəz rolu oynayır və onun elektrik sahəsi kristalın qəfəsinə təsir edir,onu deformasiyaya uğradır.Atom ionlaşanda əmələ gələn ion kristalda defekt əmələ gətirir.

Şəttiki defekti eyni atomlardan təşkil olunmuş kristalda baş verir.İon kristallarda (NaCl) kovalent rabitəli kristallarda (Ge) və molekulyar kristallarda (J₂) ola bilər (şəkil 8.1)