非化學(xué)計量化合物缺陷
(1)陽離子過剩,形成陰離子空位
TiO2,ZrO2會產(chǎn)生這種缺陷,分子式為TiO2-x, ZrO2-x,從化學(xué)計量觀念,正負(fù)離子比為1:2,由于揣氧不足,在晶體中存在氧空位,而變?yōu)榉腔瘜W(xué)計量化合物。從化學(xué)觀念看,缺氧TiO2可以看作是四價鈦和三價鈦氧化物的固體溶液,即Ti2O3在TiO2中的固溶體,或從電中性考慮,Ti由四價→三價,原因:Ti4+獲得一個電子→Ti3+,所獲得的電了是由于氧不足脫離。 正常TiO2晶格結(jié)點(diǎn)放出的,在電場作用下,這一電子可以一個鈦離子位置遷移到另一個鈦離子位置,并非固定在某一鈦離子上,從而形成電子電導(dǎo),具有這種缺陷的材料稱n型半導(dǎo)體。這種非化學(xué)計量化合物缺陷方程可寫成:例:在還原氣氛下TiO2→TiO2-x
(2)也可看成部分O由晶格逸出變成氣體
可見:這種非化學(xué)計量化合物的形成多是由變價正離子構(gòu)成的氧化物,由高價變?yōu)榈蛢r,形成負(fù)離子空位,還有ThO2,CeO2等,與氣氛有關(guān)。
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