visión general
Los sólidos cristalinos exhiben una estructura cristalina periódica. Las posiciones de los átomos o moléculas ocurren en distancias fijas repetitivas determinadas por los parámetros de la celda unitaria. Sin embargo, la disposición de los átomos o moléculas en la mayoría de los materiales cristalinos no es perfecta. Los patrones regulares están cortados por defectos cristalográficos.En un cristal ideal, los átomos están dispuestos en una red regular y dicho cristal se llama cristal perfecto. Sin embargo, en los cristales obtenidos en la realidad, esta regularidad está ligeramente perturbada y este deterioro se denomina defecto de red. La jaula tiene defectos puntuales, lineales y planos. Los defectos puntuales incluyen la presencia de átomos de impureza diferentes del tipo atómico original, puntos de red vacíos donde faltan átomos de los puntos de red normales y átomos intersticiales donde los átomos entran en posiciones que no son puntos de red regulares. Hay una dislocación involucrada como un defecto lineal en la deformación plástica. Además, los defectos reticulares planos incluyen límites de grano de policristales y defectos en el apilamiento de los planos cristalinos.
Dependiendo del cristal, las propiedades varían significativamente debido a la presencia de muy pocos defectos reticulares. El hermoso color de las piedras preciosas también se debe a los átomos de impureza. Por ejemplo, en el caso del rubí, el cristal principal es incoloro y transparente con óxido de aluminio, pero debido a que contiene aproximadamente un 0,01 % de átomos de cromo, se crea un estado electrónico que absorbe la luz visible y se colorea de rojo (). centro de pintura). Además, la conductividad eléctrica de los semiconductores como el germanio y el silicio (silicio) cambia en varios órdenes de magnitud con la adición de pequeñas cantidades de átomos de impurezas del grupo III y del grupo V, como el galio y el fósforo. En los dispositivos semiconductores, como los transistores, los tipos de partículas que transportan electricidad (electrones, huecos) y la conductividad eléctrica se controlan mediante la inclusión deliberada de defectos de red (átomos de impurezas). De esta forma, es muy importante desde un punto de vista práctico que las propiedades de una sustancia puedan alterarse significativamente controlando y añadiendo defectos de red. Otro ejemplo en el que los defectos de red son útiles es el haluro de plata que se usa en las fotoemulsiones. Aquí, se usa una reacción fotoquímica de precipitación de plata con luz brillante, ya que los átomos intersticiales de plata se mueven fácilmente en el haluro de plata. Las dislocaciones, que son defectos lineales, dominan las propiedades mecánicas de la materia. Esto se debe a que el movimiento de las dislocaciones cambia la forma en que se unen los átomos, y la rigidez de los objetos y la facilidad de deformación plástica están determinadas por el número de dislocaciones y la facilidad de movimiento.
→ dislocación
Toshiyuki Ninomiya
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