शोट्की दोष: Difference between revisions
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शोट्की दोषों में एक स्टोइकोमेट्रिक अनुपात में रिक्त आयनों और कटियन साइट सम्मिलित हैं। A<sup>−</sup>B<sup>+</sup> प्रकार के एक साधारण आयनिक क्रिस्टल के लिए एक शोट्की दोष में एक एकल ऋणायन रिक्ति (A) और एक एकल धनायन रिक्ति (B) सम्मिलित है। क्रोगर-विंक नोटेशन के बाद सूत्र A के साथ अधिक सामान्य क्रिस्टल के लिए A<sub>x</sub>B<sub>y,</sub> एक शोट्की क्लस्टर A की x रिक्तियों और B की y रिक्तियों से बनता है। इस प्रकार समग्र स्टोइकोमेट्री और आवेश तटस्थता संरक्षित होती है। संकल्पनात्मक रूप से एक स्टॉइचियोमेट्रिक दोष उत्पन्न होता है। यदि क्रिस्टल को एक इकाई सेल द्वारा विस्तारित किया जाता है। जिसके पहले रिक्त स्थान परमाणुओं द्वारा भरे जाते हैं। जो आंतरिक से बाहर फैल जाते हैं। इस प्रकार क्रिस्टल में रिक्तियां उत्पन्न होती हैं। | |||
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टाइटेनियम डाइऑक्साइड में शॉटकी दोष के गठन के लिए क्रोगर-विंक नोटेशन में रासायनिक समीकरण | टाइटेनियम डाइऑक्साइड में शॉटकी दोष के गठन के लिए क्रोगर-विंक नोटेशन में रासायनिक समीकरण TiO<sub>2</sub>और बेरियम टाइटेनैट BaTiO<sub>3</sub> प्रदर्शित किया गया है। | ||
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इसे [[सोडियम क्लोराइड]] क्रिस्टल जाली के द्वि-आयामी आरेख के साथ योजनाबद्ध रूप से चित्रित किया जा सकता है: | इसे [[सोडियम क्लोराइड]] क्रिस्टल जाली के द्वि-आयामी आरेख के साथ योजनाबद्ध रूप से चित्रित किया जा सकता है: | ||
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== बाउंड और पतला दोष == | == बाउंड और पतला दोष == | ||
[[File:SD combined 6.png|thumb|upright=2|[[कैल्शियम फ्लोराइड]] के साथ एक ऑक्साइड में शॉटकी दोष के तीन बाध्य विन्यास। गोले परमाणुओं का प्रतिनिधित्व करते हैं, घन रिक्तियों का प्रतिनिधित्व करते हैं।<ref name=":0">{{Cite journal|last=Burr|first=P. A.|last2=Cooper|first2=M. W. D.|date=2017-09-15|title=Importance of elastic finite-size effects: Neutral defects in ionic compounds|journal=Physical Review B|volume=96|issue=9|pages=094107|doi=10.1103/PhysRevB.96.094107|arxiv=1709.02037|bibcode=2017PhRvB..96i4107B}}</ref>]] | [[File:SD combined 6.png|thumb|upright=2|[[कैल्शियम फ्लोराइड]] के साथ एक ऑक्साइड में शॉटकी दोष के तीन बाध्य विन्यास। गोले परमाणुओं का प्रतिनिधित्व करते हैं, घन रिक्तियों का प्रतिनिधित्व करते हैं।<ref name=":0">{{Cite journal|last=Burr|first=P. A.|last2=Cooper|first2=M. W. D.|date=2017-09-15|title=Importance of elastic finite-size effects: Neutral defects in ionic compounds|journal=Physical Review B|volume=96|issue=9|pages=094107|doi=10.1103/PhysRevB.96.094107|arxiv=1709.02037|bibcode=2017PhRvB..96i4107B}}</ref>]]शोट्की दोषों को बनाने वाली रिक्तियों में विपरीत चार्ज होता है। इस प्रकार वे पारस्परिक रूप से आकर्षक कूलॉम के नियम का अनुभव करते हैं। कम तापमान पर वे बंधे हुए समूहों का निर्माण कर सकते हैं। | ||
बंधे हुए समूह | बंधे हुए समूह सामान्यतः तनु समकक्षों की तुलना में कम डाय्लूट होते हैं क्योंकि कई प्रजातियों को पूरे क्लस्टर को माइग्रेट करने के लिए एक ठोस गति में स्थानांतरित करने की आवश्यकता होती है। [[फास्ट आयन कंडक्टर]], ठोस ऑक्साइड ईंधन कोशिकाओं और [[परमाणु ईंधन]] सहित अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में उपयोग किए जाने वाले कई कार्यात्मक सिरेमिक के लिए इसका महत्वपूर्ण प्रभाव है।<ref name=":0" /> | ||
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इस प्रकार का दोष | इस प्रकार का दोष सामान्यतः अत्यधिक [[आयनिक यौगिक|आयनिक यौगिकों]], अत्यधिक समन्वय वाले यौगिक में देखा जाता है और जहां यौगिक जालक से बने धनायन और आयनों के आकार में केवल एक छोटा सा अंतर होता है। विशिष्ट लवण जहां शॉटकी दोष देखा जाता है। वे हैं सोडियम क्लोराइड, [[पोटेशियम क्लोराइड]], [[पोटेशियम ब्रोमाइड]], [[सीज़ियम क्लोराइड]] और [[सिल्वर ब्रोमाइड]] इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों के लिए कैल्शियम फ्लोराइड के साथ आक्साइड में शॉटकी दोष महत्वपूर्ण हैं। जैसे CeO<sub>2</sub>, cubic ZrO<sub>2</sub>, UO<sub>2</sub>, ThO<sub>2</sub> और PuO<sub>2</sub> | ||
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सामान्यतः एक रिक्ति का गठन मात्रा धनात्मक है। दोष के आसपास के तनाव के कारण जाली संकुचन साइटों की अतिरिक्त संख्या के कारण क्रिस्टल के विस्तार के लिए नहीं बनता है। इस प्रकार ठोस क्रिस्टल का घनत्व सामग्री के सैद्धांतिक घनत्व से कम होता है। | |||
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Latest revision as of 18:42, 21 April 2023
शॉट्की दोष एक क्रिस्टल लैटिस में साइट व्यवसायों की एक उत्तेजना है। जो क्रिस्टलोग्राफिक दोष बिन्दु वाल्टर एच शॉटकी के नाम पर है। क्रिस्टल लैटिस में यह दोष तब बनता है, जब विपरीत रूप से आवेशित आयन अपनी जाली साइटों को छोड़ देते हैं और उदाहरण के लिए सतह पर सम्मिलित हो जाते हैं। जिससे विपरीत आवेशित रिक्ति दोष बन जाता है। आयनिक ठोस में एक समग्र तटस्थ प्रभार बनाए रखने के लिए ये रिक्तियां स्तुईचिओमेटरी इकाइयों में बनती हैं।
परिभाषा
शोट्की दोषों में एक स्टोइकोमेट्रिक अनुपात में रिक्त आयनों और कटियन साइट सम्मिलित हैं। A−B+ प्रकार के एक साधारण आयनिक क्रिस्टल के लिए एक शोट्की दोष में एक एकल ऋणायन रिक्ति (A) और एक एकल धनायन रिक्ति (B) सम्मिलित है। क्रोगर-विंक नोटेशन के बाद सूत्र A के साथ अधिक सामान्य क्रिस्टल के लिए AxBy, एक शोट्की क्लस्टर A की x रिक्तियों और B की y रिक्तियों से बनता है। इस प्रकार समग्र स्टोइकोमेट्री और आवेश तटस्थता संरक्षित होती है। संकल्पनात्मक रूप से एक स्टॉइचियोमेट्रिक दोष उत्पन्न होता है। यदि क्रिस्टल को एक इकाई सेल द्वारा विस्तारित किया जाता है। जिसके पहले रिक्त स्थान परमाणुओं द्वारा भरे जाते हैं। जो आंतरिक से बाहर फैल जाते हैं। इस प्रकार क्रिस्टल में रिक्तियां उत्पन्न होती हैं।
शोट्की दोष सबसे अधिक बार देखे जाते हैं। जब सामग्री बनाने वाले धनायन और आयनों के बीच आकार में एक छोटा सा अंतर होता है।
चित्रण
टाइटेनियम डाइऑक्साइड में शॉटकी दोष के गठन के लिए क्रोगर-विंक नोटेशन में रासायनिक समीकरण TiO2और बेरियम टाइटेनैट BaTiO3 प्रदर्शित किया गया है।
- ∅ ⇌ vTi + 2 v••O
- ∅ ⇌ vBa + vTi + 3 v••O
इसे सोडियम क्लोराइड क्रिस्टल जाली के द्वि-आयामी आरेख के साथ योजनाबद्ध रूप से चित्रित किया जा सकता है:
बाउंड और पतला दोष
शोट्की दोषों को बनाने वाली रिक्तियों में विपरीत चार्ज होता है। इस प्रकार वे पारस्परिक रूप से आकर्षक कूलॉम के नियम का अनुभव करते हैं। कम तापमान पर वे बंधे हुए समूहों का निर्माण कर सकते हैं।
बंधे हुए समूह सामान्यतः तनु समकक्षों की तुलना में कम डाय्लूट होते हैं क्योंकि कई प्रजातियों को पूरे क्लस्टर को माइग्रेट करने के लिए एक ठोस गति में स्थानांतरित करने की आवश्यकता होती है। फास्ट आयन कंडक्टर, ठोस ऑक्साइड ईंधन कोशिकाओं और परमाणु ईंधन सहित अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में उपयोग किए जाने वाले कई कार्यात्मक सिरेमिक के लिए इसका महत्वपूर्ण प्रभाव है।[1]
उदाहरण
इस प्रकार का दोष सामान्यतः अत्यधिक आयनिक यौगिकों, अत्यधिक समन्वय वाले यौगिक में देखा जाता है और जहां यौगिक जालक से बने धनायन और आयनों के आकार में केवल एक छोटा सा अंतर होता है। विशिष्ट लवण जहां शॉटकी दोष देखा जाता है। वे हैं सोडियम क्लोराइड, पोटेशियम क्लोराइड, पोटेशियम ब्रोमाइड, सीज़ियम क्लोराइड और सिल्वर ब्रोमाइड इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों के लिए कैल्शियम फ्लोराइड के साथ आक्साइड में शॉटकी दोष महत्वपूर्ण हैं। जैसे CeO2, cubic ZrO2, UO2, ThO2 और PuO2
घनत्व पर प्रभाव
सामान्यतः एक रिक्ति का गठन मात्रा धनात्मक है। दोष के आसपास के तनाव के कारण जाली संकुचन साइटों की अतिरिक्त संख्या के कारण क्रिस्टल के विस्तार के लिए नहीं बनता है। इस प्रकार ठोस क्रिस्टल का घनत्व सामग्री के सैद्धांतिक घनत्व से कम होता है।
यह भी देखें
- फ्रेनकेल दोष
- विग्नर प्रभाव
- क्रिस्टलोग्राफिक दोष
संदर्भ
- Kittel, Charles (2005). Introduction to Solid State Physics (8th ed.). Wiley. pp. 585–588. ISBN 978-0-471-41526-8.
टिप्पणियाँ
- ↑ 1.0 1.1 Burr, P. A.; Cooper, M. W. D. (2017-09-15). "Importance of elastic finite-size effects: Neutral defects in ionic compounds". Physical Review B. 96 (9): 094107. arXiv:1709.02037. Bibcode:2017PhRvB..96i4107B. doi:10.1103/PhysRevB.96.094107.
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