Дефекты кристаллической структуры (решётки)

Дефекты кристаллической структуры — это нарушения регулярного расположения частиц (атомов, ионов, молекул) в кристаллической решётке реальных кристаллов. Они возникают из-за условий роста кристаллов, внешних воздействий или химических примесей.

• Типы дефектов:

  • Точечные (нульмерные): незанятые позиции в решётке (вакансии), смещения ионов или атомов с идеальных позиций, а также задержка частиц в междоузлиях (межузельные атомы).
  • Линейные (одномерные): дислокации — смещения атомных рядов.
  • Поверхностные (двумерные): границы зёрен, двойниковые плоскости.
  • Объёмные (трёхмерные): поры, трещины, включения.

• Реальные кристаллы всегда содержат несколько видов дефектов.

• Наука: дефекты кристаллической структуры изучает физика твёрдого тела. С помощью теории дефектов объясняются структурно-чувствительные свойства кристаллов: диффузионные, оптические, люминесцентные, электро- и теплопроводность металлов и других материалов.

• Классификация:

  • Физические и химические дефекты (по типу нарушений).
  • По размеру участка нарушений (Клебер, 1962): макроскопические, микроскопические, субмикроскопические, ультрамикроскопические, амикроскопические и атомарные.
  • По размерности: нульмерные (точки), одномерные (линии), двумерные (поверхности).

• Синонимы: дефекты решётки.

Современный контекст

Современные методы ГИС, сканирующей электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа позволяют детально визуализировать и классифицировать дефекты кристаллической структуры на наноуровне. В материаловедении (2020-е годы) активно применяется теория дефектов для управления свойствами полупроводников, сверхпроводников и фотокатализаторов.