题目
(a)在MgO晶体中,肖特基缺陷的生成能为6eV,计算在25℃和1600℃时热缺陷的浓度。 (b)如果MgO晶体中,含有百万分之一mol的Al2O3杂质,则在1600℃时,MgO晶体中是热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势?说明原因。
(a)在MgO晶体中,肖特基缺陷的生成能为6eV,计算在25℃和1600℃时热缺陷的浓度。 (b)如果MgO晶体中,含有百万分之一mol的Al2O3杂质,则在1600℃时,MgO晶体中是热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势?说明原因。
题目解答
答案
解:(a)根据热缺陷浓度公式:
由题意 △G=6ev=6×1.602×10-19=9.612×10-19J
K=1.38×10-23 J/K
T1=25+273=298K T2=1600+273=1873K
298K:
1873K:
9
9(b)在MgO中加入百万分之一的Al2O3杂质,缺陷反应方程为:
此时产生的缺陷为[ 
]杂质。
]杂质。而由上式可知:[Al2O3]=[ ]杂质
]杂质∴当加入106、 Al2O3时,杂质缺陷的浓度为
[]杂质=[Al2O3]=106、
]杂质=[Al2O3]=106、由(a)计算结果可知:在1873 K,[ ]热=8×109、
]热=8×109、显然: []杂质>[]热,所以在1873 K时杂质缺陷占优势。
]杂质>[]热,所以在1873 K时杂质缺陷占优势。