понятие

дефект решётки

Несовершенство в регулярном периодическом расположении атомов в кристалле.
2 статьи

Описание

Дефект решётки — это любое несовершенство в регулярном, повторяющемся расположении атомов в кристалле. Такие дефекты могут быть точечными (например, вакансии или межузельные атомы), линейными (дислокации) или плоскими (границы зёрен). Хотя их часто считают недостатками, дефекты решётки оказывают глубокое влияние на физические свойства материалов, включая их механическую прочность, электрическую проводимость и оптическое поведение.

История

Концепция дефектов решётки возникла в начале XX века, когда в 1920-х годах Френкель и Шоттки теоретически предсказали существование вакансий. Роль дислокаций в пластической деформации была установлена Тейлором, Орованом и Полани в 1934 году.

Как это работает

В идеальном кристалле атомы находятся в точных узлах решётки, но реальные кристаллы всегда содержат дефекты. Например, вакансия — это отсутствующий атом, а межузельный атом — это лишний атом, втиснутый между регулярными позициями. Эти дефекты нарушают локальную электронную и атомную структуру, создавая энергетические уровни в запрещённой зоне полупроводников или действуя как центры закрепления магнитных доменов. Они также обеспечивают диффузию, которая необходима для таких процессов, как легирование в электронике.

Где применяется

Дефекты решётки специально создаются в полупроводниках для управления электрическими свойствами, в сверхпроводниках — для закрепления линий магнитного потока, а в оптических кристаллах, таких как алмазы, — для создания центров окраски для квантовых вычислений. Они также определяют твёрдость и пластичность металлов.

Любопытный факт

Цвет многих драгоценных камней, например синий у сапфиров или зелёный у изумрудов, обусловлен специфическими дефектами решётки, которые поглощают определённые длины волн света.

Граф понятий →

Статьи по теме · 2

Атомная физика2026-06-091 минarXiv:2606.10514экспресс
Часы, которые отстанут на секунду за 30 миллиардов лет
Маятник, который качается почти полмиллиона миллиардов раз в секунду. Это не механика — это пульс света, пойманный атомами иттербия. Вместо шестерёнок здесь работает лазерная решётка — стоячая волна, которая удерживает атомы в узлах, как горошины в стручке.
Атомная физика2026-03-221 минarXiv:2603.21202экспресс
Крошечный сдвиг, который портит точность
Атомный гравиметр работает как очень точные весы для силы тяжести: он подбрасывает облако атомов и смотрит, как быстро они падают. Но у таких приборов есть скрытая помеха — форма сигнала, который они выдают, слегка перекошена. Этот перекос, как неровный край линейки, незаметно сдвигает все измерения.