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补充资料：填隙原子

填隙原子

interstitial atom

填隙原子interstitial atom固溶体中填充在母相晶格中间隙位置的溶质原子。填隙原子在晶体中的位置与母相晶体结构有关。在面心立方晶体中，最大间隙位置为晶胞中的体心位置:冬冬冬:或棱线中点。00鲁」，~/，口口)J。’“J汁’“件~‘2 22“~’队~’J、，、‘以UZ“’它们在结构上是等效位置。这种间隙位置周围有6个原子，原子中心位于一个正八面体顶点，因而称为正八面，，J一~。_~~~小，‘~。。。1 11，。、一，_“体间隙位置。另一种间隙位置是[专宁令〕及结构上的厅’、’小比~“/碑，”，因、~~~‘4 44“~~’钾一“资等效位置，周围有4个原子构成一个正四面体，因而称为四面体间隙。在六角密排结构中，间隙位置也如同面心立方结构的一样，具有八面体和四面体两种间隙。在，，_、一一一一一.，一。，，一~~、。11八，决一汕二体心立方结构中，八面体间隙在面心〔音告0〕或棱线中厅一。一/J川，二”、四厅‘，’闷、一~“‘22”“~队~’，。八八1。一~~。l’n。一。11八。，甘，、仙，点〔00青〕，而四面体间隙在〔音夸0]及其等效位置。丁，，、‘“”2“”，’J~~一’一，的、一“24”~~’J‘”~~o在同一晶体结构中，填隙原子处在哪种间隙位置，其几何组态如何，取决于组态能量。以面心立方晶体为例，若填隙原子处在八面体间隙位置正中心，将周围原子稍加挤开，这就是体心组态(图a)，它所产生的畸变具有球面对称性。若填隙原子沿<100>方向稍有偏离，并将晶格上的一个近邻原子也挤离了平衡位置，如图b所示，则形成两原子的对分填隙组态，这时所产生的畸变具有四角对称性。若填隙原子沿密排<110)方向，使(”十1)个原子挤占儿个原子的座位(图c)，则称为挤列组态。理论计算表明，对分组态能量最低。确定平衡填隙原子浓度与确定平衡空位浓度的方法(见空位)相同。设晶体具有可以引入填隙原子的间隙位置数为N，填隙原子数为、，填隙原子形成能为Q’，振动嫡为g。当”《N时，根据平衡时自由能最低原理可团┌──────────┐│一}筒矛袄 ││ ，人，--一仁争二一││ L. │└──────────┘面心立方晶体中的填隙原子a体心组态b对分组态。挤列组态求得平衡时填隙原子浓度C为。_邓_____，sr’、____，Q‘、七一灭一匕入p、万牙厂入P、一瘾丁，填隙原子形成能的计算主要需考虑填隙原子填入后周围的晶格畸变，其次还要考虑它对电子状态的影响，这是一个相当复杂的问题。据推断一般约为3eV，约为空位形成能的几倍。所以在相同温度下，晶体中平衡填隙原子浓度要比平衡空位浓度小得多。如同空位一样，填隙原子对晶体物理性质也有重要影响。它可引起体膨胀，对传导电子产生附加散射，引起电阻增加等。可以通过检测某些物理量(如晶格常数、密度、电导和热导)作为某一变量(例如温度)的函数，推断出填隙原子等缺陷的重要信息。也可以用对某种外加微扰的反应如电子自旋共振、电子一核双共振{E NDOR)、光吸收、荧光及内耗等来研究缺陷本身。对于绝缘体和半导体晶体，缺陷能级位于基体的带隙中，磁共振和光学技术通常能详细描述缺陷同环境的相互作用。

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