非化学计量结构缺陷的形成： 1. 组成中有多价态元素组分，如过渡金属氧化物； 2. 环境气氛和压力的变化。
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三、单晶硅中的缺陷
晶体生长时，由于应力、杂质等因素，会导致晶格的周期性发生错乱。硅单晶中，多 多少少都存在各种缺陷。根据缺陷的几何形状可分为4类：
① 一维的线缺陷，包括各种位错； ② 二维的面缺陷，包括晶界、孪晶、堆垛层错、表面和界面； ③ 旋涡微缺陷，即杂质串、点缺陷串或杂质和点缺陷分凝沉淀的聚合体； ④ 原子级大小的点缺陷，包括像空穴和自填隙原子这种本征的缺陷，以及存在于
孪晶界面 第二类面缺陷称为孪晶界面， 它所分隔开的两部分晶体间以 特定的取向关系相交接， 从而 构成新的附加对称元素，如反 映面、旋转轴或对称中心。
晶粒间界 第三类面缺陷为晶粒间界， 它们是以任意取向关系相 交接的两晶粒间的界面。
面缺陷的取向及分布与材料的断裂韧性有关。
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晶体的面缺陷
KTP晶体中的双晶界
体缺陷有很多种类，常见的有包裹体、气泡、空洞、微沉淀等。这些缺陷区域在宏观 上与晶体其他位置的晶格结构、晶格常数、材料密度、化学成分以及物理 性质有所不同， 好像是在整个晶体中的独立王国。比如， 空洞是在晶体中包含的较大的空隙区，微沉淀是 指在晶体中出现的分离相，是由某些超浓度的杂质所形成的，包裹体则是在晶体中包裹了 其他状态的成分，多为生长 时原来的液体。
肖特基缺陷
离开平衡位置的原子迁移至晶体表面的 正常格点位置，而晶体内仅留有空位，晶体 中形成了肖特基缺陷。肖特基缺陷的特点晶 体体积膨胀，密度下降。
热缺陷浓度与温度的关系: 温度升高时，热缺陷浓度增加。
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晶体中的热缺陷
弗伦克尔缺陷
肖特基缺陷
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2、杂质缺陷（非本征缺陷）
外来原子进入主晶格（即原有晶体点阵）而产生的结构为杂质缺陷。 点缺陷杂质原子无论进入晶格间隙的位置或取代主晶格原子，都必须在晶 格中随机分布，不形成特定的结构。杂质原子在主晶格中的分布可以比喻成溶 质在溶剂中的分散，称之为固溶体。 晶体的杂质缺陷浓度仅取决于加入到晶体中的杂质含量，而与温度无关， 这是杂质缺陷形成（非本征缺陷）与热缺陷形成（本征缺陷）的重要区别。
螺型位错（Screw dislocation）
晶体中某一列或若干列原子发 生有规律的错排的现象
一个晶体的某一部分相对于其余部分发生滑
移，原子平面沿着一根轴线盘旋上升，每绕 轴线一周，原子面上升一个晶面间距
线缺陷的产生及运动与材料的韧性、脆性密切相关。
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6ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
晶体中的线缺陷
KTA晶体的缺陷
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3、面缺陷
面缺陷又称为二维缺陷，是指在二维方向上偏离理想晶体中的周期性、规则 性排列而产生的缺陷， 即缺陷尺寸在二维方向上延伸，在第三维方向上很小。如 晶界、表面、堆积层错、镶嵌结构等。面缺陷可分为以下几个类型：
平移界面 界面两侧晶体以一特征的非 点阵平移相联系者称平移界 面，包括堆垛层错、反相畴 界和结晶切变面等面缺陷。
Tb：YAB晶体的腐蚀 抗形态——孪晶
Yb：YAB晶体的孪晶
TYb：YAB晶体的孪晶
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4、体缺陷
所谓体缺陷，是指在晶体中三维尺度上出现的周期性排列的紊乱，也就是在较大的尺 寸范围内的晶格排列的不规则。这些缺陷的区域基本上可以和晶体或者晶粒的尺寸相比拟， 属于宏观的缺陷，较大的体缺陷可以用肉眼就能够清晰观察。
缺陷的含义：通常把晶体点阵结构中周期性势场的畸变称为晶体的结构缺陷。 理想晶体：质点严格按照空间点阵排列。 实际晶体：存在着各种各样的结构的不完整性。
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晶体缺陷
明显的缺陷
添晶
解理开裂
无规则的开裂
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二、晶体结构缺陷的类型
按缺陷的几何形态分类
1、点缺陷（零维缺陷）
缺陷尺寸处于原子大小的数量级上，即三维方向上缺陷的尺寸都很小。 点缺陷具有如下几种情况：
晶体缺陷简述
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概要
一．引 言 二．晶体结构缺陷的类型 三．单晶硅中的缺陷 四．总 结
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一、引言
固体在热力学上最稳定的状态是处于 0K 温度时的完整晶体状态，此时，其内部 能量最低。晶体中的原子按理想的晶格点阵排列。实际的真实晶体中，在高于 0K 的任 何温度下，都或多或少的存在着对理想晶体结构的偏离，即存在着结构缺陷。结构缺陷 的存在及其运动规律，对固体的一系列性质和性能有着密切的关系，因此掌握晶体缺陷 的知识是掌握材料科学的基础。
① 填隙原子（或离子）：指原子（或离子）进入正常格点位置之
间的间隙位置，成为填隙原子（离子）；
② 空位：正常结点位置出现的原子或离子空缺；
③ 杂质原子（离子）：晶体组分以外的原子进入晶格中，即为杂
质。杂质原子可以取代晶体中正常格点位置上的原子（离子），
称为置换原子（离子）；也可进入正常格点位置之间的间隙位 置，成为填隙的杂质原子（离子）。 点缺陷与材料的电学性质、光学性质、材料的高温动力学过程等有关。
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晶体的体缺陷
KABO晶体中的缺陷
KBBF单晶中的包裹物
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按缺陷产生的原因分类
1、热缺陷（本征缺陷） 指由热起伏的原因所产生的空位或间隙质点（原子或离子）。
弗仑克尔缺陷
离开平衡位置的原子进入晶格的间隙 位置，晶体中形成了弗伦克尔缺陷。弗伦 克尔缺陷的特点是空位和间隙原子同时出 现，晶体体积不发生变化，晶体不会因为 出现空位而产生密度变化。
a 空位 c 替位杂质
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b 填隙基质原子 d 填隙杂质
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2、线缺陷（一维缺陷）
指在一维方向上偏离理想晶体中的周期性、 规则性排列所产生的缺陷，即缺陷尺
寸在一维方向较长，另外二维方向上很短。如各种位错（ dislocation） 线缺陷有下面两种情况：
刃型位错（Edge dislocation）
杂质缺陷对材料性能有比较大的影响。
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3、非化学计量结构缺陷（非整比化合物）
原子或离子晶体化合物中，可以不遵守化合物的整数比或化学计量关系的准则， 即同一种物质的组成可以在一定范围内变动。相应的结构称为非化学计量结构缺 陷，也称为非化学计量化合物。非化学计量结构缺陷中存在的多价态元素保持了 化合物的电价平衡。