Дефе́кты - в кристаллах, нарушения строгой периодичности расположения частиц в кристаллической решётке. Различают точечные дефекты (вакансии, межузельные атомы), одномерные (дислокации) и двумерные (поверхности, границы кристаллических зёрен и двойников). Дефекты возникают как в процессе кристаллизации, так и в результате внешних воздействий на кристалл. С дефектами связаны многие свойства кристаллов.
* * *
ДЕФЕКТЫ - ДЕФЕ́КТЫ в кристаллах (см. КРИСТАЛЛЫ), нарушения строгой периодичности расположения частиц в кристаллической решетке.
В идеальном кристалле при термодинамическом равновесии расположение атомов характеризуется строгой трехмерной периодичностью. Атомы (ионы) совершают гармонические колебания (см. ГАРМОНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ) около своих положений равновесия, причем амплитуды колебаний зависят лишь от температуры и давления, а соотношения между атомами соответствует стехиометрической (см. СТЕХИОМЕТРИЯ) формуле вещества. Такие физические свойства идеального кристалла, как температура плавления, диэлектрическая проницаемость, парамагнитные и диамагнитные характеристики, определяются его химическим составом, силами связи между частицами и симметрией кристалла. Эти свойства структурно нечувствительны.
В реальных кристаллах всегда присутствуют структурные дефекты, которые оказывают существенное влияние на многие свойства твердых тел (см. ТВЕРДОЕ ТЕЛО). К этим свойствам, именуемым структурно-чувствительными, относятся те, которые связаны с движением атомов или электронов. Это механические свойства (прочность (см. ПРОЧНОСТЬ) и пластичность (см. ПЛАСТИЧНОСТЬ)), ионная и полупроводниковая электропроводность (см. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ), люминесценция (см. ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ), фотопроводимость (см. ФОТОПРОВОДИМОСТЬ), теплопроводность (см. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ), скорость диффузии (см. ДИФФУЗИЯ) и фазовых превращений, и ряд других.
Дефекты - любые отклонения от периодической структуры кристалла - классифицируют по их размерам и протяженности областей решетки, на которое распространяется их действие. Выделяют следующие типы дефектов кристаллической решетки:
1) Точечные или нульмерные дефекты (см. ТОЧЕЧНЫЕ ДЕФЕКТЫ) - нарушения в периодичности в изолированных друг от друга точках решетки; во всех трех измерениях они не превышают одного или нескольких междуатомных расстояний (параметров решетки). Точечные дефекты - это вакансии, междоузельные атомы, атомы примеси, внедренные или в позиции замещения.
2) Линейные дефекты - одномерные, т. е. протяженные в одном измерении: нарушения периодичности в одном измерении простираются на расстояния, сравнимые с размером кристалла, а в двух других не превышают нескольких параметров решетки. Специфические линейные дефекты - это дислокации (см. ДИСЛОКАЦИИ). Неустойчивые линейные дефекты могут возникать из цепочек точечных дефектов.
3) Поверхностные или двумерные дефекты. Простираются в двух измерениях на расстояния, сравнимые с размером кристалла, а в третьем составляют несколько параметров решетки. Это плоскости двойникования у двойников (см. ДВОЙНИКИ), границы зерен и блоков, дефекты упаковки, стенки доменов (см. ДОМЕНЫ), и сама поверхность кристалла.
4) Объемные или трехмерные. Это пустоты, поры, частицы другой фазы, включения.
Кроме перечисленных, можно выделить особую группу дефектов, характерную, в основном, для полупроводниковых кристаллов - микродефекты (см. МИКРОДЕФЕКТЫ). Под микродефектами понимают любые дефекты структуры субмикронных размеров.