弗仑克尔缺陷详细资料大全

弗仑克尔缺陷（英文 Frenkel defect 或 Frenkel disorder ）是指晶体结构中由于原先占据一个格点的原子（或离子）离开格点位置，成为间隙原子（或离子），并在其原先占据的格点处留下一个空位，这样的空位-间隙对就称为弗仑克尔缺陷，即空位和间隙成对出现的缺陷。

基本介绍中文名 ：弗仑克尔缺陷 外文名 ：Frenkel defect 或 Frenkel disorder  形成原因 ：晶体中占据格点的原子离开格点 提出人 ：苏联物理学家雅科夫·弗仑克尔 基本概念,相关概念,缺陷,肖特基缺陷,位错,层错, 基本概念 此种缺陷因苏联物理学家雅科夫·弗仑克尔（Яков Френкель）而得名。和肖特基缺陷概念是紧紧联系在一起的，但是有本质的区别。 譬如，一个由X和M两种元素组成的离子晶体，倘若M离子受到某种外界激发离开了它所在的M离子亚点阵格点，但X离子亚点阵未发生改变，此时引起的离子晶体空位数和间隙数应相等。 下图是氯化钠（NaCl）晶体结构中的弗仑克尔缺陷示意图，图中示出的是二维情况。 氯化钠晶格中的弗仑克尔缺陷示意图 无缺陷的氯化钠晶格 相关概念 缺陷 在实际晶体中,原子的排列常常会同理想的规则排列相偏离,这种偏离称为晶体的缺陷。发生在一个或几个点阵常数的线度范围内的缺陷,称为点缺陷发生在一条线的周围近邻的缺陷,称为线缺陷发生在一个面附近的缺陷,称为面缺陷。 肖特基缺陷 是晶体中的一种点缺陷。体内原子由于热运动转移到晶体表面,而在体内留下了一个空位,这样的点缺陷称为肖特基缺陷。 位错 晶体内部的一种线缺陷。有刀位错和螺位错两种基本类型。位错是决定品体机械性能的重要因素。晶体的范性形变(即永久性的形变)主要依靠位错的移动而发生,因此如果设法减少位错或者阻止位错运动(例如在铁中加入碳的彻粒阻塞位错运动),就可以提高晶体的硬度。位错对晶体生长及晶体的其他性质都有十分重要的影响。 层错 晶体中的一种面缺陷。常在晶体的外延生长,或经高温氧化后产生。如果在正常情况下,晶体按ABC次序排列,由于某种原因生长时少了一层。这时平面附近晶体周期性发生破坏,产生面缺陷,这称为层错。层错会增加半导体器件的反向漏电,是一种有害缺陷。

半导体材料的导电性对某些微量杂质极敏感。纯度很高的半导体材料称为本征半导体，常温下其电阻率很高，是电的不良导体。在高纯半导体材料中掺入适当杂质后，由于杂质原子提供导电载流子，使材料的电阻率大为降低。这种掺杂半导体常称为杂质半导体。杂质半导体靠导带电子导电的称N型半导体，靠价带空穴导电的称P型半导体。不同类型半导体间接触（构成PN结）或半导体与金属接触时，因电子（或空穴）浓度差而产生扩散，在接触处形成位垒，因而这类接触具有单向导电性。利用PN结的单向导电性，可以制成具有不同功能的半导体器件，如二极管、三极管、晶闸管等。此外，半导体材料的导电性对外界条件（如热、光、电、磁等因素）的变化非常敏感，据此可以制造各种敏感元件，用于信息转换。

半导体材料的特性参数有禁带宽度、电阻率、载流子迁移率、非平衡载流子寿命和位错密度。禁带宽度由半导体的电子态、原子组态决定，反映组成这种材料的原子中价电子从束缚状态激发到自由状态所需的能量。电阻率、载流子迁移率反映材料的导电能力。非平衡载流子寿命反映半导体材料在外界作用（如光或电场）下内部载流子由非平衡状态向平衡状态过渡的弛豫特性。位错是晶体中最常见的一类缺陷。位错密度用来衡量半导体单晶材料晶格完整性的程度，对于非晶态半导体材料，则没有这一参数。半导体材料的特性参数不仅能反映半导体材料与其他非半导体材料之间的差别 ，更重要的是能反映各种半导体材料之间甚至同一种材料在不同情况下，其特性的量值差别。

1、半导体芯片：在半导体片材上进行浸蚀，布线，制成的能实现某种功能的半导体器件。不只是硅芯片，常见的还包括砷化镓（砷化镓有毒，所以一些劣质电路板不要好奇分解它），锗等半导体材料。半导体也像汽车有潮流。二十世纪七十年代，因特尔等美国企业在动态随机存取内存(D-RAM)市场占上风。但由于大型计算机的出现，需要高性能D-RAM的二十世纪八十年代，日本企业名列前茅。

2、半导体芯片的制造材料：为了满足量产上的需求，半导体的电性必须是可预测并且稳定的，因此包括掺杂物的纯度以及半导体晶格结构的品质都必须严格要求。常见的品质问题包括晶格的位错（dislocation）、孪晶面（twins）或是堆垛层错（stacking fault）都会影响半导体材料的特性。对于一个半导体器件而言，材料晶格的缺陷（晶体缺陷）通常是影响元件性能的主因。目前用来成长高纯度单晶半导体材料最常见的方法称为柴可拉斯基法（钢铁场常见工法）。这种工艺将一个单晶的晶种（seed）放入溶解的同材质液体中，再以旋转的方式缓缓向上拉起。在晶种被拉起时，溶质将会沿着固体和液体的接口固化，而旋转则可让溶质的温度均匀。

3、应用：半导体芯片的发明是二十世纪的一项创举，它开创了信息时代的先河。大家都知道“因特网”和“计算机”是当今最流行的名词。计算机已经成为我们日常生活中的必备工具，那请问一句“你的计算机CPU用的是什么芯片呢？”是“Intel”，还是“AMD”呢？其实无论是“Intel”还是“AMD”，它们在本质上一样，都属于半导体芯片。

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