∥b、b⊥、滑移方向⊥、滑移方向∥b，单一滑移面。 ∥b、b ∥ 、滑移方向⊥ 、滑移方向⊥ b ，非单一滑移面。
对于螺型位错，由于所有包含位错线的晶面都可以成为它的滑移 面，因此当某一螺型位错在原滑移面上运动受阻时，有可能从原滑移 面转移到与之相交的另一滑移面上继续滑移，这一过程称为交滑移。
（a）倾斜晶界
（b）抽出型层错
晶体缺陷的定义和分类
体缺陷也称为三维缺陷是指宏观上与基质晶体具有不同结构、不
同密度或不同化学成分的区域，包括空洞和微沉淀。
空 洞 晶体中所包含的较大的空隙区。 微沉淀 晶体中出现的分离相，它是由于某些杂质超过溶解度限所
形成的
晶体缺陷的定义和分类
位错的基本类型及特征
位错是晶体中某处一列或若干 列原子发生了有规律错排现象； 错排区是细长的管状畸变区,长 度可达几百至几万个原子间距, 宽仅几个原子间距。如右图是 位错的一种。 特点:在一维方向的尺寸较长， 另外二维方向上尺寸很小，从 宏观看缺陷是线状的。从微观 角度看，位错是管状的。
柏氏矢量及位错的运动
（a）正攀移（半原子 面缩短）
(b)未攀移
（c）负攀移（半 原子面伸长）
刃位错攀移示意图
柏氏矢量及位错的运动
注意：只有刃型位错才能发生攀移；因为滑移不
涉及原子扩散，而攀移必须借助原子扩散；外加应力对 攀移起促进作用，压（拉）促进正（负）攀移；另外高 温影响位错的攀移，螺型位错不止一个滑移面，它只能 以滑移的方式运动，它是没有攀移运动的。
表面附近的原子A和B依靠热运动能量运动到外面新的一层格点位置 上，而A和B处的空位由晶体内部原子逐次填充，从而在晶体内部形 成空位，而表面则产生新原子层，结果是晶体内部产生空位但没有间 隙原子，这种缺陷称为肖特基缺陷。
肖特基缺陷和弗仑克尔缺陷是同时存在的，统称点缺陷。
晶体缺陷的定义和分类
(a) 弗仑克尔缺陷
滑移 是在外加切应力作用下，通过位错中心附近的 原子沿柏氏矢量方向在滑移面上不断地作少量位移（小于 一个原子间距）而逐步实现的。
攀移 刃型位错在垂直于滑移面方向上运动.攀移的实 质是刃位错多余半原子面的扩大和缩小。
割阶 曲折段垂直于位错的滑移面时 扭折 曲折段在位错的滑移面上时
柏氏矢量及位错的运动
对于纯刃型位错，位错的滑移沿位错线的法线方向进行。滑移面 同时包含柏矢量b和位错线。
晶体缺陷的定义和分类
（a）刃位错
（b）螺位错
（c）混合位错
晶体缺陷的定义和分类
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、相界、表面、堆积层错、镶嵌结构等。面缺陷 的取向及分布与材料的断裂韧性有关。
晶体缺陷的定义和分类
• 弗仑克尔缺陷：一定温度下，格点原子在平衡位置附近振动，其中
某些原子能够获得较大的热运动能量，克服周围原子化学键束缚而挤 入晶体原子间的空隙位置，形成间隙原子，原先所处的位置相应成为 空位。这种间隙原子和空位成对出现的缺陷称为弗仑克尔缺陷。
• 肖特基缺陷：由于原子挤入间隙位置需要较大的能量，所以常常是
m 的混合形式，混合型位错用 表示。
混合位错特征:混合位错可分为刃型分 量和螺型分量,它们分别具有刃位错和螺
位错的特征。刃:ξ⊥b ; 螺: ξ∥b ;
位错的基本类型及特征
混合位错示意图及三维动画
螺位错
刃位错
位错的基本类型及特征
柏氏矢量及位错的运动
柏氏矢量
用来描述位错区域原子的畸变特征（包括畸变发生在什么晶 向 以 及 畸 变 有 多 大 ） 的 物 理 参 量 ， 称 为 柏 氏 矢 量 (Burgers vector)。在实际晶体中，假定有一位错，在位错周围的“好” 区内围绕位错线作一任意大小的闭合回路，即称为柏氏回路。
(b) 肖特基缺陷
晶体缺陷的定义和分类
线缺陷又称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。 半导体晶体中的线缺陷主要是位错。晶体生长过程中由于热应力或其 他外力作用，使晶体中某一部分沿滑移面发生滑移，已滑移区与未滑 移区的分界线叫位错线，简称为位错。以位错线与其柏格斯矢量的相 对取向来区分位错的类型，两者相互垂直叫刃型位错，两者平行的叫 螺型位错，否则叫混合位的几何形态分类 1. 点缺陷point defects 2. 线缺陷line defects 3. 面缺陷planar defects 4. 体缺陷 volume defects
晶体缺陷的定义和分类
点缺陷又称零维缺陷是指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。 主要有空位、间隙原子、杂质缺陷和点缺陷复合缺陷。
右手法则:食指指向位错线方向，中指指向柏氏矢量方 向，拇指指向代表多余半面子面位向，向上为正，向下为负。
(2) 螺型位错 ξs∥bs 正向（方向相同）为右螺旋位错，负向（方向相反）
为左螺旋位错。 (3) 混合位错 柏氏矢量与位错线方向成夹角φ
刃型分量be和螺型分量bs
柏氏矢量及位错的运动
位错的运动
1
柏氏矢量及位错的运动
晶体缺陷 ——位错
1 晶体缺陷的定义和分类 2 位错的基本类型及特征 3 柏氏矢量及位错的运动
晶体缺陷的定义和分类
晶体缺陷的定义
1926 年Frenkel 首先指出，在任一温度下，实际晶体的原子排 列都不会是完整的点阵，即晶体中一些区域的原子的正规排列 遭到破坏而失去正常的相邻关系
晶体缺陷是指晶体点阵结构中周期性势场的畸变 晶体缺陷是指晶体中偏离理想完整点阵的部位或结构
回路的方向人为的用右手螺旋法则来定义，回路的起点是 任取的，即：规定位错线指出屏幕为正，我们用右手的拇指指 向位错的正向，其余四指的指向就是柏氏回路的方向。
柏氏矢量及位错的运动
刃位错的柏氏回路
柏氏矢量及位错的运动
螺位错的柏氏回路
柏氏矢量及位错的运动
柏氏矢量判断位错类型
用柏氏矢量判断位错类型:
(1) 刃型位错 ξe⊥be
对于混合位错，沿位错线各点的法线方向在滑移面上扩展，滑动 方向垂直于位错线方向。但滑动方向与柏氏矢量有夹角。
柏氏矢量及位错的运动
刃位错的运动
螺位错的运动
混合位错 的运动
柏氏矢量及位错的运动
位错的攀移 在垂直于滑移面方向上运动 攀移的实质:刃位错多余半原子面的扩大和缩小，它是 通过物质迁移即原子或空位的扩散来实现的。 刃位错的攀移过程:正攀移,向上运动；负攀移,向下运 动
位错的基本类型及特征
1 • 刃型位错 2 • 螺型位错 3 • 混合位错
位错的基本类型及特征
混合型位错
晶体中已滑移区与未滑移区的边界线 （位错线）既不平行也不垂直于滑移方向， 即滑移矢量与位错线成任意角度，这种晶 体缺陷称为混合型位错
实际晶体中的位错往往既不是单纯的 螺位错，也不是单纯的刃位错，而是它们