间隙位置—间隙杂质原子 进入
正常结点—取代（置换）杂 质原子。
固 溶 体
2. 根据产生缺陷的原因分
热 缺
陷
杂 质 缺陷 非化学计量结构缺陷（电荷缺陷）
（1）热缺陷：当晶体的温度高于绝对0K时，由于晶格内原子热运动， 使一部分能量较大的原子离开平衡位置造成的缺陷。
Frankel缺陷
Schottky缺陷
1. 根据对理想晶体偏离的几何位置分为三 类：
（1）空位：正常结点位置没有被质
点占据，称为空位。
（2）间隙质点：质点进入间隙位置
成为填隙原子。
（3）杂质质点：杂质原子进入晶格
（结晶过程中混入或加入，一般不大于1 ％，）。
（2）间隙质点：质点进入间隙位置成为填隙原子。
（3）杂质质点：
杂质原子进入晶格（结晶过程中混入或加入，一般不大于1％）。
① Frenkel 缺陷: 晶体中的原子或离子因热振动偏离格点位置, 并进入晶体间隙, 由此产生的缺陷称为Frenkel 缺陷.
AgBr晶胞 (NaCl型晶体)
Frenkel 缺陷的特点:
（001）
☺ 格点空位和间隙原子或
离子成对出现;
☺ 格点空位可在晶体体相
内位移;
热振动 偏离格点位置
☺ 格点空位在晶体体相内
位移时, 若与间隙原子或
Frenkel 缺陷 间隙原子
离子相遇 , 可发生格点空
位与隙间原子或离子的复 合.
Frenkel 缺陷的符号表示 VAg
② Schottky缺陷: 晶体中的原子或离子因热振动偏离格点位置, 并迁 移至晶体的表面, 由此产生的缺陷称为Schottky缺陷.
Schottky缺陷的特点：
二、概述
信息材料： 是为实现信息探测、传输、存储、显示和处理等功 能而使用的材料。
信息就是用符号、信号或消 息所包含的内容，来消除客 观事物认识的不确定性。
信息材料按功能分类
1、信息探测材料： 对电、磁、光、声、热辐射、压力变化或化学物质敏 感的材料。可用来制成传感器，用于各种探测系统，如 电磁敏感材料、光敏材料、压电材料等。 2、信息传输材料： 主要用于对电子信息的传输，如光纤、电缆等等。 3、信息存储材料： 包括磁存储材料、光存储材料、磁光存储材料、相变 存储材料、铁电介质存储材料、半导体动态存储材料等 等。 4、信息处理材料： 包括对各种电子信息的处理、加工以及转换，使其发 挥相应功能的材料。
Hale Waihona Puke 周期排列不变价带产生空穴 附加 导带存在电子 电场
周期势场畸变 产生电荷缺陷
（2）杂质缺陷 概念——杂质原子进入晶体而产生的缺陷。原子进入晶 体的数量一般小于0.1%。 种类——间隙杂质 置换杂质 特点——杂质缺陷的浓度与温度无关， 只决定于溶解度。 存在的原因——本身存在 有目的加入(改善晶体的某种性能)
3
非化学计量结构缺陷（电荷缺陷）
存在于非化学计量化合物中的结构缺陷，化合物化学 组成与周围环境气氛有关；不同种类的离子或原子数之比 不能用简单整数表示。如： TiO2 x ; 非化学计量缺陷 电荷缺陷
2. 晶体缺陷的分类
按照缺陷在晶体结构中分布的几何特点分为四类： 点缺陷 线缺陷
晶体缺陷
面缺陷
体缺陷
3. 研究缺陷的意义 导电、半导体、发色（色心）、发光、扩散、烧结、固相 反应………。（材料科学的基础）
（二）点缺陷
点缺陷：它是在格点附近一个或几个晶格常量范围内的一种晶格缺
陷，如空位、填隙原子、杂质等。
高介电容器瓷
铁电陶瓷 铁电陶瓷 压电陶瓷 压电陶瓷 半导体陶瓷 半导体陶瓷 独石电容器瓷 微波介质陶瓷 微波介质陶瓷 铁氧体陶瓷 铁氧体陶瓷 多相陶瓷 结业考察
2
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
参考书目：
［1］《功能陶瓷及其应用》，化学工业出版社，曲远方，2003.3 ［2］《电子材料导论》，清华大学出版社，李言荣，2001.8 ［3］《特种陶瓷工艺学》，武汉理工大学出版社，李世普，1990.12 ［4］《信息材料》，干福熹主编，天津大学出版社，2000.12 ［5］《功能与信息材料》，华东理工大学出版社，焦宝祥，2011.5
按材料种类分类－
1、半导体信息材料：
如微电子技术中大量采用的硅基材料；以激 光器为例的半导体光电材料等等。 以上只是一个大概的分类、实际上
不少信息材料之间相互交叉，难以 2、信息功能陶瓷材料：
如磁性陶瓷、介电/压电陶瓷、微波介电陶瓷、 在不断的涌现和发展。 电子封装陶瓷等等。
划分。同时，新的信息功能材料也
☺ 对于离子晶体, 带有正、负电荷的Schottky缺陷是成对出现的; 而金属晶体 的Schottky缺陷则只会形成“体相空洞”;
☺ Schottky缺陷的多少会造成晶体表观密度的改变.
（001）
KCl晶胞 (NaCl型晶体) 热振动 迁移至外表面
-
VK
迁移至外表面
Schottky缺陷
+
. VCl
晶体缺陷包括晶体宏观缺陷和微观缺陷（内部结构缺陷） 通常指晶体结构的缺陷
（一）晶体缺陷
在晶体中, 使其偏离理想点阵的区域和结构称为晶体缺陷，或 晶体中任何对完整周期性结构的偏离就是晶体的缺陷。
1.晶体缺陷的形成因素:
ⅰ 由于热力学原因, 原子或离子离开原有格点位置; ⅱ 由于堆垛的原因, 原子或离子占错格点位置; ⅲ 在理想晶体中, 存在杂质原子或离子.
2015年秋季研究生课程
信息功能陶瓷材料
张迎春
E-mail:zhang@
一、授课计划
序号 日期 授课内容 学时
1
2
9月14日
9月16日
功能陶瓷材料物理及结构基础
功能陶瓷制备工艺
2
2
3
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
9月21日
9月23日 9月28日 9月30日 10月12日 10月14日 10月19日 10月21日 10月26日 10月28日 11月2日 11月4日 11月9日 11月11日
3、有机信息材料：
信息功能陶瓷材料
如有机光电子材料、有机介电材料、有机相 变存储材料等等。
4、信息薄膜材料：……
信息功能陶瓷材料
一、信息功能陶瓷的结构基础 二、信息功能陶瓷的制备工艺 三、压电陶瓷及应用 四、高介电容器瓷、铁电陶瓷
五、半导体陶瓷
六、复相、低烧陶瓷 七、微波介质陶瓷 八、铁氧体陶瓷
二、功能陶瓷材料的结构基础