結晶欠陥と拡散
イオン結晶の点欠陥のうち、フレンケル欠陥の説明として正しいものはどれか。
- A陽イオンの空孔と陰イオンの空孔が、結晶の電気的な中性を保つように対になってできたもの
- Bイオンが本来の格子点を離れて格子間に入り、空孔と格子間イオンが対になったもの
- C母体と異なる元素のイオンが、本来のイオンに代わって格子点に入った置換型の不純物欠陥
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正解：B. イオンが本来の格子点を離れて格子間に入り、空孔と格子間イオンが対になったもの
フレンケル欠陥は、イオン(多くはサイズの小さい陽イオン)が格子点から格子間位置へ移り、空孔と格子間イオンが1組でできる欠陥です。AgClやAgBrのAg⁺がよく知られた例です。陽イオン空孔と陰イオン空孔が対になったものはショットキー欠陥で、NaClやMgOで主に生じます。どちらも結晶全体の電気的な中性を保つ組み合わせになっています。異種イオンによる置換は不純物の固溶で、価数が異なる場合は電荷を補償するために空孔などの欠陥が導入されます。