им (площинним) дефектів відносяться кордону між зернами кристалів, ряди лінійних дислокацій. Сама поверхня кристала теж може розглядатися як двовимірний дефект. p> Точкові дефекти типу вакансій є в кожному кристалі, як би ретельно він ні вирощувався. Більш того, в реальному кристалі вакансії постійно зароджуються і зникають під дією теплових флуктуації. За формулою Больцмана рівноважна концентрація вакансій пв в кристалі при даній температурі (Т) визначиться так:
(1.1)
де п - число атомів в одиниці об'єму кристала, е - основа натуральних логарифмів, k - постійна Больцмана, Єв - енергія утворення вакансій. p> Для більшості кристалів енергія утворення вакансій приблизно дорівнює 1 ев, при кімнатній температурі kT В» 0,025 ев,
отже,
В
При підвищенні температури відносна концентрація вакансій досить швидко зростає: при Т = 600 В° К вона досягає 10-5, а при 900 В° К-10-2.
Аналогічні міркування можна зробити щодо концентрації дефектів по Френкелю, з урахуванням того, що енергія утворення впроваджень значно більше (близько 3-5 ев).
Хоча відносна концентрація атомних дефектів може бути невеликий, але зміни фізичних властивостей кристала, викликані ними, можуть бути величезними. Атомні дефекти можуть впливати на механічні, електричні, магнітні та оптичні властивості кристалів. В якості ілюстрації наведемо лише один приклад: тисячні частки атомного відсотка деяких домішок до чистих напівпровідникових кристалів змінюють їх електричний опір в 105-106 разів.
Дислокації, будучи протяжними дефектами кристала, охоплюють своїм пружним полем спотвореної решітки набагато більше число вузлів, ніж атомні дефекти. Ширина ядра дислокації складає всього кілька періодів решітки, а довжина його досягає багатьох тисяч періодів. Енергія дислокацій оцінюється величиною порядку 4 • 10 -19 Дж на 1 м довжини дислокації. Енергія дислокацій, розрахована на одне міжатомна відстань уздовж довжини дислокації, для різних кристалів лежить в межах від 3 до 30ев. Така велика енергія, необхідна для створення дислокацій, є причиною того, що число їх практично не залежить від температури (атермічность дислокацій). На відміну від вакансій [см. формулу (1.1), ймовірність виникнення дислокацій за рахунок флуктуації теплового руху зникаюче мала для всього інтервалу температур, в якому можливе кристалічний стан.
Найважливішим властивістю дислокацій є їх легка рухливість і активна взаємодія між собою і з будь-якими іншими дефектами решітки. Не розглядаючи механізм руху дислокацій, вкажемо, що для того, щоб викликати рух дислокації, достатньо створити в кристалі невелика напруга зсуву порядку 0,1 кГ/мм2. Вже під впливом такої напруги дислокація буде переміщатися в кристалі, поки не зустріне небудь перешкоди, яким може бути межа зерна, інша дислокація, атом впровадження і т. д. При зустрічі з перешкодою дислокація викривляється, огинає перешкоду, утворюючи розширюється дислокаційну петл...
