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空位對
來源:互聯網

空位對是在金屬氧化物或非金屬氧化物中,如果在特定外界環境下(比如高溫),會造成晶格中的氧脫離,導致氧缺失,形成的一種氧空位有序結構。形成氧空位時,空位往往是在氧化物鏈上形成,有序結構的周期則取決于氧含量。在金屬氧化物中,氧空位是缺陷的一種。

相關概念

空位的概念是固體結構化學或材料學中的,指的是晶格格位無應有原子之結構;空穴的概念是固體及半導體物理中的,指的是一電子相對應的帶正電荷的載流子。在一定的外界處理條件下,導致晶體中氧缺失,形成氧空位。由于在氧化物中相對于氧,其他元素的電負性一般小于氧,所以當失去氧時,相當于取走一個氧原子加上兩個帶正電的電子-空穴。如果這兩個電子-空穴被束縛在氧空位上,說明氧空位一般帶正電。另外也可以這樣認為,當O失去形成空位時,留下兩個電子,如果這兩個電子是自由的,不在原來氧的位置,則該位置在相應的結構環境中,將顯示正電性;如果所形成的空位在該環境中能吸引自由電子且能束縛電子,但是考慮到兩個電子在一起是相互排斥的,所以這個空位只能束縛一個電子,總的結果仍舊是氧空位束縛一個單位的負電荷,顯示正電性。

結構形式

二氧化鋯存在三種穩定的結構形式:單斜晶系相、立方相和四方相。純氧化鋯的單斜相到1170℃是穩定的,超過這一溫度轉變成四方相,然后在2370℃轉變成立方相,直到2680℃時發生熔化。立方結構的氧化鋯,每一個鋯離子與8個等距離的氧離子配位,形成O結構;四方結構中,也是Zr-O配位,只是鋯氧距離不同;單斜結構則不相同,其鋯氧為Zr-O配位;因此,純氧化鋯由四方到單斜的相轉變過程中,必然經過配位的轉變。室溫下,純二氧化鋯只能以單斜形式存在。

參考資料 >

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