Вакансия (от лат. vacans - пустующий, свободный)-дефект кристалла, соответствующий не занятому
частицей узлу кристаллич. решётки. Вакансия, как и др. точечные дефекты, являются
центрами деформации (дилатации): частицы, окружающие вакантный узел, смещаются
относительно положений равновесия (в узлах кристаллич. решётки), что приводит
к появлению внутр. поля напряжений вокруг В. На больших расстояниях r
от вакансии поле напряжений убывает как 1/r3. В объёме совершенного
кристалла одиночные В. появляться и исчезать не могут; источниками (и стоками)
В. служат поверхность кристалла, границы зёрен в поликристалле, дислокации.
Возможны также процессы образования и уничтожения В. в паре с межузельным
атомом (пары Френкеля). Энергия В. зависит от напряжений в кристалле.
В. могут быть как изолированными,
так и входить в состав более сложных образований - связанных состояний неск.
Вакансии (дивакансии, тривакансии и др.), больших вакансионных кластеров и В., связанных
с др. дефектами решётки. В. могут обладать зарядом (напр., В., захватившие электрон,
центры окраски ).В ионных кристаллах относит. концентрации разл. типов
В. определяются требованием электронейтральности кристалла. При равных концентрациях
В. положительных п отрицательных ионов В. наз. Шотки дефектами, а при равных
концентрациях межузельных ионов В. говорят о Френкеля дефектах.
В термодинамич. равновесии
равновесная концентрация вакансий экспоненциально убывает с понижением температуры T. Однако возможны состояния кристалла с "замороженными" В. Вблизи
кривой плавления равновесная концентрация В. обычно достигает 1-2% от числа
атомов. Частицы кристалла, соседние с вакансии, могут совершать термоактивир. скачки
на вакантный узел, что приводит к диффузии В. и является одним из механизмов
самодиффузии частиц в кристаллах. Коэф. диффузии вакансии, как правило, намного больше,
чем у других точечных дефектов, и экспоненциально возрастает с повышением T. Со сравнительно быстрым движением В. в кристалле связаны специфич. вакансионные
механизмы переноса (диффузии) др. дефектов, напр. дислокаций (в направлении,
перпендикулярном плоскости скольжения) и примесей замещения. Наличие В. существенно
влияет на свойства кристалла и физ. процессы (плотность, ионную проводимость,
внутреннее трение ,очистку и отжиг кристалла, рекристаллизацию и
т. д.). В квантовых кристаллах В. представляют собой квазичастицы - вакансионы.
Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса? (Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды. Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
