The geometry of charged dislocations in the NaCl structure

Various dislocation configurations are examined in the NaCl structure for the presence of localized electrostatic charge assuming slip systems of the {110} 〈110〉 type. Pure edge and screw dislocations do not display an effective electrostatic charge. However, edge dislocations that possess a jog length of a √2/4 or an abrupt kink length of a √2/8 display a virtual charge of ± q/2 whereas edge dislocations that possess a jog length of a √2/2 or an abrupt kink length of a √2/4 are electrically neutral (a is the lattice parameter and q is the ionic charge). Similarly, screw dislocations that possess a jog length of a √2/4 or an abrupt kink length of a/4 display a virtual charge of ±q/2 whereas screw dislocations that possess a jog length of a√2/2 or an abrupt kink length of a/2 are electrically neutral. Either type of jog can be formed on a dislocation, but charged kinks must occur in electrically neutral pairs. Intersection between dislocations on orthogonal slip planes yields only neutral jogs whereas intersection between dislocations on oblique slip planes yields only charged jogs and neutral kinks. Nodes formed by the intersection of n edge dislocations display a virtual charge of ±q/2 whenever n is odd (n ≠ 1) and are electrically neutral otherwise. The emergence point of a dislocation on an atomically flat surface always is neutral although the point may acquire a charge of ±q by ion transport. In general, the presence of a charge of ±q/2 denotes an infinite source (or sink) for anion and cation vacancies whereas a charge of ±q denotes an expendable source. Verschiedene Versetzungsanordnungen werden in der NaCl-Struktur bei Anwesenheit lokalisierter, elektrostatischer Ladungen untersucht, wobei ein Gleitsystem vom {110}〈110〉 Typ angenommen wird. Reine Stufen- und Schraubenversetzungen zeigen keine effektive elektrostatische Ladung. Jedoch zeigen Stufenversetzungen mit einer Sprunglange von a√2/4 oder mit einer abrupten Kinklange von a√2/8 eine virtuelle Ladung von ±q/2, wohingegen Stufenversetzungen mit einer Sprunglange von a√2/4 oder einer abrupten Kinklange von a/2/4 elektrisch neutral sind (a ist die Gitterkonstante und q die Ionenladung). Ahnlich zeigen Schraubenversetzungen mit einer Sprunglange von a√2/4 oder einer abrupten Kinklange von a/4 eine virtuelle Ladung ±q/2, wahrend Schraubenversetzungen mit einer Sprunglange von a√2/2 oder einer abrupten Kinklange von a/2 elektrisch neutral sind. Beide Sprungtypen konnen sich auf einer Versetzung ausbilden, aber geladene Kinks mussen als elektrisch neutrale Paare auftreten. Durchschneidung zwischen Versetzungen auf orthogonalen Gleitebenen ergeben nur neutrale Sprunge, wahrend Durchschneidung zwischen Versetzungen auf geneigten Gleitebenen nur geladene Sprunge und neutrale Kinks ergibt. Durchschneidungsknoten von n Stufenversetzungen zeigen eine virtuelle Ladung von ±q/2. wenn n ungerade ist (n ≠ 1), anderenfalls sind sie neutral. Der Austrittspunkt einer Versetzung auf einer atomar ebenen Oberflache ist stets neutral, jedoch kann der Punkt eine Ladung von ±q durch Ionentransport erhalten. Im allgemeinen zeigt die Anwesenheit einer Ladung von ±q/2 eine unbegrenzte Quelle (oder Senke) fur Anionen- und Kationenlucken an, wahrend eine Ladung von ±q eine ausgedehnte Quelle anzeigt.