ফ্রেঙ্কেল ত্রুটি

ফ্রেঙ্কেল ত্রুটি বা স্থানচ্যুতি ত্রুটি হল  কেলাসিত কঠিন পদার্থের এক প্রকার বিন্দু ত্রুটি। আবিষ্কারক ইয়াকভ ফ্রেঙ্কেল এর নামানুসারে এটির নামকরণ করা হয়। যখন একটি পরমাণু বা ক্ষুদ্র আয়ন (সাধারণত ক্যাটায়ন) ল্যাটিসে নিজের স্থান ত্যাগ করে, পার্শ্ববর্তী কোন স্থানে অন্তর্নিহিত কণা হিসেবে প্রবেশ করে, তখন সেই স্থানে একটি  শূন্যতা সৃষ্টি হয়। প্রাথমিক ভাবে কণা বিকিরণ এর সময় এই ত্রুটিগুলোর উৎপত্তি হয়। এদের গঠন এনথালপি সাধারণত অন্যান্য বিন্দু ত্রুটির (যেমনঃ শূন্যতা ত্রুটি) চেয়ে বেশি হওয়ায়, বোল্টযম্যান বণ্টন পদ্ধতি অনুসারে এদের সাম্যবস্থায় ঘনত্ব শনাক্তকরণ সীমার নিচে থাকে। আয়নিক কেলাসে, যেখানে সাধারণত কমসংখ্যক সমন্বয় সংখ্যা থাকে বা আয়নগুলোর আকারে বেশ তারতম্য থাকে এবং ক্ষুদ্র আয়নগুলো (সাধারণত ক্যাটায়ন) স্থানচ্যুত হয়ে থাকে, সেখানে এই ত্রুটিটি স্বতঃস্ফূর্তভাবে তৈরি হতে পারে।

ঘনত্বের উপর এর প্রভাব
ফ্রেঙ্কেল ত্রুটি শুধুমাত্র কেলাসের অভ্যন্তরে আয়নগুলোর স্থানান্তরের সাথে সম্পর্কিত হলেও, বিশেষ করে ঘনিষ্ঠভাবে আবদ্ধ কেলাস ব্যবস্থায় পদার্থের মোট আয়তন ও ঘনত্ব সংরক্ষিত বা অপরিবর্তিত থাকেনা।  অন্তর্নিহিত কণার কারণে যে ল্যাটিস সম্প্রসারণের উৎপত্তি হয়, তা শূন্যতার কারণে উৎপন্ন ল্যাটিস সংকোচনের চেয়ে বেশি প্রভাবশালী হওয়ায় মোট ঘনত্ব হ্রাস পায়।

উদাহরণ
যেসব আয়নিক কঠিন পদার্থে অ্যানায়ন ও ক্যাটায়নের মধ্যে বিশাল আকারের পার্থক্য থাকে ( সাধারণত কার্যকরী পারমাণবিক চার্জ এর জন্য ক্যাটায়নের আকারই ছোট হয়ে থাকে) সেসব পদার্থে ফ্রেঙ্কেল ত্রুটি দেখা যায়।

ফ্রেঙ্কেল ত্রুটি পাওয়া যায় এমন কিছু কঠিন পদার্থের উদাহরণ:
 জিঙ্ক সালফাইড,
 সিল্ভার(I) ক্লোরাইড,
 সিলভার(I) ব্রোমাইড (আরও দেখুন Schottky defects),
 সিল্ভার(I) আয়োডাইড।
Zn2+ এবং Ag+ আয়নের অপেক্ষাকৃত ছোট আকারের কারণে এগুলো হয়ে থাকে।

উদাহরণস্বরূপ, ধরা যাক একটি ল্যাটিস Xn− এবং Mn+ আয়ন দ্বারা গঠিত। মনে করি, M আয়ন M সাবল্যাটিস ত্যাগ করে এবং X সাবল্যাটিস অপরিবর্তিত থাকে। তবে অন্তর্নিহিত কণা গঠনের পরিমাণ এবং শূন্যস্থানের পরিমাণ সমান থাকবে।

MgO যৌগে এক প্রকারের ফ্রেঙ্কেল ত্রুটির সূচনা হয় যখন অক্সাইড অ্যানায়ন ল্যাটিস ত্যাগ করে এবং অন্য কোন অন্তর্নিহিত স্থানে যায়। লেখা আছেঃ Kröger–Vink notation:

Mg + O → O + v + Mg

সোডিয়াম ক্লোরাইডের কেলাসিত গঠনের সাহায্যে এটিকে চিত্রায়িত করা যায়। নিম্নে দ্বিমাত্রিক বিন্যাসিত চিত্রের মাধ্যমে তা উপস্থাপনা করা হয়েছে। 

আরও দেখুন
Deep-level transient spectroscopy (DLTS)
Schottky defect
Wigner effect
Crystallographic defect

তথ্যসূত্র

আরও পড়ুন


বিষয়শ্রেণী:কেলাসের ত্রুটি
বিষয়শ্রেণী:স্ফটিকজনিত ত্রুটি