习题：第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第 十一章答案：第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第 十章第十一章
3-2 略。
3-2试述位错的基本类型及其特点。
解：位错主要有两种：刃型位错和螺型位错。刃型位错特点：滑移方向与位错线垂直，符号丄， 有多余半片原子面。螺型位错特点：滑移方向与位错线平行，与位错线垂直的面不是平面，呈螺施状, 称螺型位错。
3-3非化学计量化合物有何特点？为什么非化学计量化合物都是n型或p型半导体材料？
解：非化学计量化合物的特点：非化学计量化合物产生及缺陷浓度与气氛性质、压力有关；可以 看作是高价化合物与低价化合物的固溶体；缺陷浓度与温度有关，这点可以从平衡常数看出；非化学 计量化合物都是半导体。由于负离子缺位和间隙正离子使金属离子过剩产生金属离子过剩（n型）半 导体，正离子缺位和间隙负离子使负离子过剩产生负离子过剩（P型）半导体。
3-4影响置换型固溶体和间隙型固溶体形成的因素有哪些？
解：影响形成置换型固溶体影响因素：（1）离子尺寸：15%规律：1. （Ri-R? /Rl>15%不连续。 2. <15%连续。3. >40%不能形成固熔体。（2）离子价：电价相同，形成连续固熔体。（3）晶体结构 因素：基质，杂质结构相同，形成连续固熔体。（4）场强因素。（5）电负性：差值小，形成固熔体。 差值大形成化合物。
影响形成间隙型固溶体影响因素：（1）杂质质点大小：即添加的原子愈小，易形成固溶体，反 之亦然。（2）晶体（基质）结构：离子尺寸是与晶体结构的关系密切相关的，在一定程度上来说， 结构中间隙的大小起了决定性的作用。一般晶体中空隙愈大，结构愈疏松，易形成固溶体。（3）电 价因素：外来杂质原子进人间隙时，必然引起晶体结构中电价的不平衡，这时可以通过生成空位，产 生部分取代或离子的价态变化来保持电价平衡。
3-5试分析形成固溶体后对晶体性质的影响。
解：影响有：（1）稳定晶格，阻止某些晶型转变的发生；（2）活化晶格，形成固溶体后，晶格 结构有一定畸变，处于高能量的活化状态，有利于进行化学反应；（3）固溶强化，溶质原子的溶入, 使固溶体的强度、硬度升高；（4）形成固溶体后对材料物理性质的影响：固溶体的电学、热学、磁 学等物理性质也随成分而连续变化，但一般都不是线性关系。固溶体的强度与硬度往往高于各组元， 而塑性则较低， 3—6 说明下列符号的含乂： VN?, VM' , Vci ' , （VNB1 VCI ' ） , Cat. ' , Cam, Ca > '
解：钠原子空位；钠离子空位，带一个单位负电荷；氯离子空位，带一个单位正电荷；最邻近的 N￡空位、C「空位形成的缔合中心；Ca\占据K.位置，带一个单位正电荷；Ca原子位于Ca原子位置上; Ca\处于晶格间隙位置。
3-7写出下列缺陷反应式：（1） NaCl溶入CaCh中形成空位型固溶体；（2） CaCh溶入NaCl中 形成空位型固溶体；（3） NaCl形成肖特基缺陷；（4） Agl形成弗伦克尔缺陷（Ag*进入间隙）。
解： (1)
(2) (3) (4)
aa2
》Nac”’ +
Clc) + Vo
輙a 、
CaCl2 ------------- CaNa' + 2Clc, +
+ Vci'
AgAg(->VAg, + Agi'
3-8 MgO的密度是3. 58g/cm3,其晶格参数是0. 42nm,计算单位晶胞MgO的肖特基缺陷数。
解：设有缺陷的MgO晶胞的晶胞分子数为x,晶胞体积》= (4.20) 3, X=PVN0/M=3. 96,单位晶胞 的肖脱基缺陷数=4-x=0. 04?
3-9 MgO (NaCl型结构)和LiQ (反萤石型结构)均以氧的立方密堆为基础，而且阳离子都在这 种排列的间隙中，但在MgO中主要的点缺陷是肖特基缺陷，而在LiQ中是弗伦克尔型，请解释原因。
解：Mg占据四面体空隙，Li占据八面体空隙。
3-10 Mg0晶体的肖特基缺陷生成能为84kJ/mol,计算该晶体1000K和1500K的缺陷浓度。(答： 6. 4X10-3, 3.5X107)
解：n/N=exp (-E/2RT) , R=& 314, T=1000k： n/N=6. 4X10-3； T=1500k： n/N=3. 5 X 10 2。
3-H非化学计量化合物Fe’O中，Fe\求Fe*0中的空位浓度及x值。(答：2.25 X10\5； 0. 956) ftO
解：FeG ----------- 2Fe”，+ 30” + V”'’
y 2y
2y
Fe3l2yl?e2'i 3>0,
1一『
=0.1 T 2y=0.1-0. 3y Ty=0.1/2. 3=0.0435
X=l-y=l-O. 0435=0. 9565, Feo.gsesO
\\-y
0.0435
[v”’ ' ] = x + l」+ 0.9565=2.22X10：
3-12非化学计量缺陷的浓度与周围气氛的性质、压力大小相关，如果增大周围氧气的分压.非 化学计量化合物FerO及Zn”Q的密度将发牛怎么样的变化？增大还是减小？为什么？
解： Zn (g)
Zn (g) Tzni，+ e'
+ 1/20, = ZnO
Zni' + e' + l/202 TznO [ZnO] = [e‘ ] APO J
[ZniJ'L p、?
1
2O2 (g)㈠ 00 + VJ '
+ 2h
k=[00][ VJ ' ]h]/P0』/2=4[00][ VJ ' ]3/ P02l/2 [VJ ' ] xPO'j/6,
3-13对于刃位错和螺位错，区别其位错线方向、伯氏矢量和位错运动方向的特点。
解：刃位错：位错线垂直于b，位错线垂直于位错运动方向；螺位错：位错线平行于b，位错线平 行于位错运动方向。
3-14图3-1是晶体二维图形，内含有一个正刃位错和一个负刃位错。 (1) (2)
围绕两个位错伯格斯回路，最后得伯格斯矢量若干？ 围绕每个位错分别作伯氏回路，其结果又怎样？
图3-1
解：略。
3-15有两个相同符号的刃位错，在同一滑移面上相遇，它们将是排斥还是吸引？ 解：排斥，张应力重叠，压应力重叠。
3-16晶界对位错的运动将发生怎么样的影响？能预计吗？ 解：晶界对位错运动起阻碍作用。
3-17晶界有小角度晶界与大角度晶界之分，大角度晶界能用位错的阵列来描述吗？
解：不能，在大角度晶界中，原子排列接近于无序的状态，而位错之间的距离可能只有1、2个 原子的大小，不适用于大角度晶界。
3-18从化学组成、相组成考虑，试比较固溶体与化合物、机械混合物的差别。 align=center>
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