KYP0040 MATERJALITEADUSE ÃLDALUSED - tud.ttu.ee
KYP0040 MATERJALITEADUSE ÃLDALUSED - tud.ttu.ee
KYP0040 MATERJALITEADUSE ÃLDALUSED - tud.ttu.ee
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
8.1.1 Materjalid üldvalemiga AX<br />
Selliste materjalide korral on katioonide ja anioonide arv võrdne ning sõltuvalt raadiuste suhtest on<br />
võimalikud 3 kristallvõret:<br />
1) K<strong>ee</strong>dusoola (NaCl) võre (joon 8-2).<br />
Siin moodustavad suuremad ioonid – anioonid – TTK võre. Anioonide vahelistes okta<strong>ee</strong>drilistes<br />
tühimikes asuvad väiksemad katioonid. Kuna katioonide ja anioonide raadiuste suhe on vahemikus<br />
0,4 – 0,7, siis on koordinatsiooniarv 6, kuna rohkem anioone ühe katiooni vahetusse lähedusse ei<br />
mahu (vt ka joon 8-1)<br />
Peale NaCl omavad sellist struktuuri v<strong>ee</strong>l LiF, MgO, FeO.<br />
2) Ts<strong>ee</strong>siumkloriidi (CeCl) võre (joon 8-3).<br />
Siin on katioonide ja anioonide raadiused lähedased ning s<strong>ee</strong>tõ<strong>ttu</strong> on võimalik koordinatsiooniarv 8<br />
(vt ka joon 8-1). Kristallvõre ei ole RTK. Kui vaadata eraldi anioonide kristallvõret, siis s<strong>ee</strong><br />
moodustab lihtsa kuubilise võre ja anioonide vahelistes tühimikes asuvad katioonid. V<strong>ee</strong>l võib sellist<br />
võret kirjeldada kui kaht lihtsat kuubilist võret (ühe moodustavad anioonid, teise katioonid), mis on<br />
teineteise suhtes nihuta<strong>tud</strong> ½ kuubi diagonaali võrra.<br />
3) Sfaleriidi (üks ZnS modifikatsioon) võre (joon 8-4).<br />
Siin on katioonid tunduvalt väiksemad kui anioonid ja koordinatsiooni arv on ainult 4. Anioonid<br />
moodustavad jälle TTK võre ja katioonid asuvad anioonide vahelistes tetra<strong>ee</strong>drilistes tühimikes (vt<br />
ka joon 8-1). Võret võib kirjeldada ka nii, et ka katioonid moodustavad TTK võre, mis on nihuta<strong>tud</strong><br />
anioonide võre suhtes ¼ kuubi diagonaali võrra.<br />
Sfaleriidi struktuur on väga iseloomulik pooljuhtidele. Sellist struktuuri omab v<strong>ee</strong>l SiC.<br />
8.1.2 Materjalid üldvalemiga A m X n ja A m B n X p<br />
Siin on erinevat tüüpi materjale. Näiteks A m X n hulgas võivad olla AX 2 , A 2 X, AX 3 , A 3 X, A 2 X 3 ,<br />
A 3 X 2 tüüpi jne.<br />
AX 2 tüüpi materjali näiteks on CaF 2 . Tema struktuur on tegelikult sarnane CeCl struktuuriga (joon<br />
8-5). Seal moodustavad fluori ioonid lihtsa kuubilise võre. Poolte kuupide tsentrites asuvad Ca<br />
ioonid, pooltel ei ole tsentris midagi. N<strong>ee</strong>d ei ole vakantsid – seal ei peagi midagi olema, kuna Ca<br />
ioone on poole vähem kui F ioone.<br />
A 2 X 3 tüüpi materjali näiteks on Al 2 O 3 .<br />
V<strong>ee</strong>l k<strong>ee</strong>rulisemad on A m B n X p tüüpi materjalid, mis sisaldavad kahte katiooni – A ja B – ning ühte<br />
aniooni X.<br />
Näiteks BaTiO 3 (baariumtitanaat), mis sisaldab Ba 2+ , Ti 4+ ja O 2- ioone (joon 8-6). Ba ioonid<br />
moodustavad lihtsa kuubilise võre. Igal tahu keskel on üks O ioon ja kuubi tsentris asub Ti ioon.<br />
Näib, nagu oleks elementaarrakus 8 Ba iooni, 6 O iooni ja ainult üks Ti ioon. Tegelikult kuulub<br />
elementaarrakku igast Ba ioonist 1/8, s<strong>ee</strong>ga ka ainult üks ioon. Igast O ioonist kuulub<br />
elementaarrakku pool, s<strong>ee</strong>ga tegelikult 3 iooni. Ioonide suhe tuleb 1:1:3, nagu näitab ka k<strong>ee</strong>miline<br />
valem. Kuna Ba ja O ioonid on peaaegu ühesuurused, siis võib sellist võret käsitleda kui TTK võret,<br />
36