Dins tots els sòlids hi ha defectes, ja siguin causats en el moment de llur formació o bé per accions posteriors, i llur presència es reflecteix palesament en les propietats elèctriques, òptiques, magnètiques, tèrmiques i mecàniques d’un sòlid, les quals depenen del nombre i de la classe de defectes presents a la mostra considerada. Els principals defectes d’un cristall són: els defectes puntuals, els defectes lineals, els defectes superficials i els defectes volúmics. Els defectes puntuals d’un sòlid són classificats en dues categories principals: els deguts als àtoms que constitueixen normalment el sòlid i els deguts a la presència d’àtoms estranys, dits impureses. Entre els defectes més senzills hi ha els dels llocs vacants, que són els buits que apareixen com a efecte del trasllat d’un àtom des de la seva posició normal dins la xarxa cristal·lina fins a la superfície del cristall. En alguns casos passa al contrari, i un àtom de la superfície és portat cap a l’interior del cristall i es col·loca, si no troba cap altre lloc vacant, als intersticis de la xarxa cristal·lina. Aquest defecte és anomenat defecte intersticial, i quan l’àtom que hi intervé no és cap dels elements dels quals és compost el sòlid, sinó que és un àtom estrany, hom parla d'impureses intersticials. En alguns casos un àtom pot sortir del seu lloc a la xarxa cristal·lina i no arribar a la superfície, perquè roman en els intersticis de la xarxa i crea, per tant, un defecte intersticial i, alhora, un lloc vacant. Aquest conjunt és anomenat defecte Frenkel. Una altra irregularitat és la substitució d’un àtom en un punt de la xarxa per un altre àtom, que pot ésser de la mateixa base del cristall, o bé un àtom estrany. Aquest defecte és anomenat defecte substitucional, en el primer cas, o impuresa substitucional, en el segon. Finalment, en els cristalls iònics, que són els formats per ions de distint signe en proporcions iguals, es produeixen vacants dobles consistents en la falta d’un ió de cada classe, els quals no són als llocs respectius dins la xarxa regular del cristall. Aquest defecte, que conserva la neutralitat elèctrica de la regió del cristall a la qual es produeix, és anomenat defecte Schottky. Algunes vegades hi ha grups de vacants associades, que donen lloc a defectes més complexos. Els defectes lineals són les dislocacions (dislocació), i són de dos tipus principals: les dislocacions helicoidals; tenen un efecte important en la duresa dels sòlids. Entre els defectes superficials hi ha els límits de gra, que són les interfícies que separen regions del cristall de diferent orientació i que poden formar-se en trobar-se dues regions que han crescut separadament, i les imperfeccions apilades, que provenen de l’omissió d’un pla sencer del cristall durant el creixement. Finalment, els defectes volúmics consisteixen en l’acumulació d’impureses o de defectes puntuals, o bé en una estructura desordenada.
m
Mineralogia i petrografia
Principals defectes puntuals d’un cristall: a, vacant; b, defecte intersticial; c, impuresa intersticial; d, impuresa substitucional; e, defecte de Frenkel; f, defecte de Schottky
© Fototeca.cat
Interrupció de la regularitat de la xarxa cristal·lina d’un sòlid.